垃圾渗滤液处理系统的制作方法

本实用新型涉及废水处理领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液处理系统。

背景技术：

生活垃圾渗滤液主要来源于生活垃圾填埋场中的垃圾自身含有的水分、进入垃圾填埋场的雨雪水及其它水分。垃圾渗滤液是一种高浓度有机废水，具有含盐量高、有机物浓度高、氨氮(指以游离氨(或称非离子氨，NH₃)或离子氨(NH₄+)形态存在的氮)又记为NH₃-N)浓度高，微生物营养比例失衡，含重金属，水质波动性大、处理难度大等特点如何对其进行妥善处理，使之能够达标排放一直是国内外环保领域的一大难题。传统处理方法可以分为生物法和物理化学法。但物化方法处理成本偏高，不适用处理水量较大的垃圾渗滤液。而生物法具有因为垃圾渗滤液的水质复杂多变，且极具独特性，至今为止仍然未找到适合处理所有垃圾填埋场或者填埋场的整个运营和监管期间渗滤液的工艺技术。

蒸发是化工行业广泛应用的一种单元操作，广泛应用于高浓度的有机废水和无机盐废水脱盐处理，也应用于纯水制备和高浓度化工废液的浓缩。传统垃圾渗滤液的水平管降膜MVC蒸发器所采用的换热管为圆形管。这种换热器会导致以下问题：

一、圆形管很容易会造成液膜偏流现象；

二、当蒸发浓度过高时，流动的速度变慢，降低了换热系数，使得蒸发效率下降；

三、换热管内换热过程中产生的冷凝水积聚会占用很大一部分换热面积，使得蒸发效率下降；

四、浓缩液容易在管壁上结垢，而因为壳程，无法进行清洗；

五、需要鲜蒸汽为热源，能耗高。

并且，目前使用的水平管降膜MVC蒸发器存在以下缺陷：

首先，水平管降膜MVC蒸发器蒸汽在水平管内冷凝形成一层液膜，降低传热系数；

其次，容易偏流，造成液体分布不均，减少了有效传热面积；

再次，会在水平管外形成一层黏稠的有机物污垢，附着在水平管上，这也会大大降低水平管的传热系数。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的之一在于提供一种垃圾渗滤液处理系统，该技术方案的应用节能环保，且处理效率高。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种垃圾渗滤液处理系统，包括：

强制循环蒸发器、超声吹脱处理池、以及电芬顿氧化设备，所述强制循环蒸发器的冷凝水排出管与所述超声吹脱处理池的进水口连接，所述超声吹脱处理池的水出口与所述电芬顿氧化设备的进水口连接；

所述强制循环蒸发器用于强制循环蒸发所述垃圾渗滤液，分离结晶体以及分离浓度达到预定浓度的浓缩液；

所述超声吹脱处理池内设置有超声波探头、与空气压缩机连接曝气头，所述超声波探头用于输出超声波，所述曝气头用于鼓出含氧气体；

所述电芬顿设备用于对进入所述电芬顿设备的水进行电芬顿处理。

可选地，所述强制循环蒸发器包括：强制循环泵、强制循环换热器、结晶分离器、以及离心压缩机；

所述强制循环泵连接在所述强制循环换热器与所述结晶分离器之间，所述离心压缩机连接在所述结晶分离器与所述强制循环换热器之间，

所述强制循环泵用于将所述结晶分离器中的垃圾渗滤液推进至所述强制循环换热器，经过所述强制循环换热器循环返回所述结晶分离器，

所述离心压缩机用于将所述结晶分离器排出的蒸汽进行升温升压处理，将升温升压后的蒸汽送至所述强制循环换热器，以作为所述强制循环换热器的加热蒸汽，所述蒸汽在所述强制循环换热器内与所述垃圾渗滤液换热，所述蒸汽冷却为冷凝水，排出所述冷凝水。

可选地，所述结晶分离器的压强小于所述强制循环换热器。

可选地，所述强制循环泵连接在：所述结晶分离器的底部与所述强制循环换热器的底部之间。

可选地，在所述结晶分离器的底部通过立式管道与所述强制循环泵连接，所述强制循环泵通过L型管与所述强制循环换热器的底部连接，

所述强制循环换热器的顶部通过管道与所述结晶分离器的中部连接，

所述结晶分离器的顶部与所述离心压缩机连接，

所述离心压缩机与所述强制循环换热器的上部连接。

可选地，所述结晶分离器为立式结构。

可选地，所述强制循环换热器中的换热列管为：立式。

可选地，所述离心压缩机的输出端与所述强制循环换热器的换热列管的壳程连接，用于将升温升压后的蒸汽送至所述壳程，以便所述蒸汽在所述壳程与所述换热列管的管程的所述垃圾渗滤液进行换热。

可选地，在所述结晶分离器的顶部设置有汽液分离器，与所述离心压缩机连接的管道连接在所述汽液分离器的上方，所述蒸汽经过所述汽液分离器后进入所述离心压缩机。

可选地，所述汽液分离器为过滤网，

所述过滤网的孔径小于所述垃圾渗滤液析出的结晶物的直径。

由上可见，应用本实施例方案，本实施例采用强制循环蒸发、超声波吹脱、电芬顿氧化处理工艺处理，其具有以下的有益效果：

1、处理过量中基本上没有添加其它的药剂，只使用电能，不新增加污染物；

2、FC型蒸发器及电芬顿氧化属于自身循环再利用的工艺环节，使得垃圾渗滤液处理成本大大降低；

3、超声吹脱与电芬顿氧化有协和作用，有利于垃圾渗滤液中的NH₃-N与COD的去除。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型具体实施方式提供的一种垃圾渗滤液处理工艺流程示意图；

图2为本实用新型具体实施方式提供的一种强制循环蒸发器结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式提供的一种超声吹脱处理池结构示意图。

附图标记：

201：强制循环泵； 202：强制循环换热器； 203：结晶分离器；

204：离心压缩机； 205：换热列管； 206：L型管；

207：立式管道； 208：汽液分离器； 301：空气压缩机；

302：曝气头； 303：超声波发射探头； 304：温度计；

305：取样口。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

参见图1所示，本实施例提供一种适用于垃圾渗滤液处理工艺，该工艺主要包括：

步骤101：将垃圾渗滤液送至强制循环蒸发器，强制循环蒸发垃圾渗滤液，分离结晶体以及分离浓度达到预定浓度的浓缩液，将分离结晶体以及浓缩液后的冷凝水送至超声吹脱处理池。

作为本实施例的示意，本实施例可以但不限于采用现有技术的任一强制循环蒸发器、以及现有的强制循环蒸发工艺实现。

作为本实施例的示意，参见图2所示，本实施例提供了一种强制循环蒸发器结构，该强制循环蒸发器包括：强制循环泵201、强制循环换热器202、结晶分离器203、以及离心压缩机204。

其中，强制循环泵201连接在强制循环换热器202与结晶分离器203之间，离心压缩机204连接在结晶分离器203与强制循环换热器202之间，强制循环泵201用于将结晶分离器203中的垃圾渗滤液推进至强制循环换热器202，经过强制循环换热器202返回至结晶分离器203；离心压缩机204用于将从结晶分离器 203出来的蒸汽进行升温升压处理，将升温升压后的蒸汽送至强制循环换热器202，以作为强制循环换热器202的加热蒸汽。

强制循环蒸发器的工作原理是，将垃圾渗滤液泵入强制循环换热器202，垃圾渗滤液通过换热得到能量，温度升高，在强制循环泵201推动下，升温后的垃圾渗滤液进入结晶分离器203，由于结晶分离器203内的气压小于小于强制循环换热器202内的气压，垃圾渗透液进入结晶分离器203后气压骤降，故其沸点降低，在结晶分离器203内发生闪蒸，能在温度低于晶体析出温度(大气压)时，快速蒸发，析出结晶体(析出的结晶物沉降在结晶分离器203的底部以便排出)。在强制循环泵201推动下，从结晶分离器203的垃圾渗滤液返回强制循环换热器202，经过强制循环换热器202后循环返回结晶分离器203，以便进行循环处理，直到从结晶分离器203排出的垃圾渗滤液的浓度达到预定浓度，排出结晶物以及浓度达到预定浓度的浓缩液，分离结晶体以及浓缩液，譬如可以但不限于将该结晶物以及浓缩液送至垃圾焚烧厂焚烧处理，或者进行原料的二次提取应用。

在结晶分离器203中，垃圾渗滤液闪蒸过程中形成的蒸汽被送至离心压缩机204，蒸汽在离心压缩机204内升温升压，将升温升压后的蒸汽送至强制循环换热器202，以作为强制循环换热器202的加热蒸汽、(热源)而实现蒸汽热能的二次利用，在强制循环换热器202内，蒸汽与强制循环换热器202内的垃圾渗滤液换热后，蒸汽冷却为冷凝水，排出冷凝水，对冷凝水按照步骤102的工艺继续处理。

采用该蒸汽二次能量循环应用有利于降低工艺的能耗。

作为本实施例的示意，本实施例的强制循环泵201可以采用任意方式连接在强制循环换热器202与结晶分离器203之间。作为优选以及示意，本实施例的强制循环泵201连接在结晶分离器203的底部与强制循环换热器202的底部之间，进入结晶分离器203的垃圾渗透液在发生闪蒸后，垃圾渗透液由于重力作用以及强制循环泵201的推动从结晶分离器203的底部被泵至强制循环换热器202，垃圾渗透液从强制循环换热器202的底部进入经过强制循环换热器202进行换热升温，从强制循环换热器202的顶部再次循环送回至结晶分离器203， 以进行反复循环处理，直到剩余的垃圾渗透液的浓度达到预定浓度为止，排出该浓缩液。采用本实施例的连接方式可以使被循环处理的垃圾渗透液的循环输送更加顺畅。

作为本实施例的示意，从结晶分离器203出来的蒸汽被送至离心压缩机204，经过离心压缩机204的升温升压处理后，将升温升压后的蒸汽具体送至强制循环换热器202的换热列管205的壳程，蒸汽作为强制循环换热器202的热源，在壳程与强制循环换热器202的换热列管205的管程内的垃圾渗透液进行换热，蒸汽冷凝，形成冷凝水，排出该冷凝水，以便进行后续步骤102、3的处理。

由上可见，在强制循环换热器202内蒸汽在壳程，垃圾渗透液走换热列管205的管程，使蒸汽在壳程冷却，其相对于现有技术蒸汽冷凝发生在管程，采用本实施例示意方案，可以避免冷凝水对换热管的换热效率的而影响。并且采用本示意技术方案，垃圾渗透液走管程，即使垃圾渗透液经过结晶分离浓缩比达到10倍后，在强制循环泵201的推动，其在换热列管205的管程内仍保持良好流动状态。

作为本实施例的示意，本实施例的强制循环换热器202可以但不限于选用卧式换热列管，但作为本实施例的示意，本实施例采用立式强制循环换热器202，在立式强制循环换热器202内设置立式的换热列管205，采用立式换热列管205一方面有利于冷凝水排出，另一方面有利于垃圾渗透液的推进循环运动。

作为本实施例的示意，本实施例在进行垃圾渗透液处理时，使强制循环换热器202内温度控制在不高于80摄氏度，避免垃圾渗透液高温产生焦化。相应地结晶分离器203内的温度也不高于80摄氏度，避免垃圾渗透液高温产生焦化。

作为本实施例的示意，由于本实施例采用离心压缩机204进行处理，系统能量平衡，可以实现连续低温蒸发，应用本实施例强制循环蒸发器，垃圾渗透液进30摄氏度，蒸馏水出40摄氏度，浓缩液80摄氏度，损失的少量能量有离心压缩机204补充，达到能量的循环应用。

另外，本实施例的强制循环蒸发器中的结晶分离器203的底部通过立式管道207与强制循环泵201连接，强制循环泵201通过L型管206与强制循环换热器202的底部连接，强制循环换热器202的顶部通过管道与结晶分离器203的中部连接，结晶分离器203的顶部与离心压缩机204连接，离心压缩机204与强制循环换热器202的上部连接，使结晶分离器203的液态以及固态物质通过底部的立式管道207在强制循环泵201推泵至强制循环换热管，沿着强制循环换热管的立式换热列管205进行换热升温，然后进入结晶分离器203。

在结晶分离器203的垃圾渗透液发生闪蒸时，产生的蒸汽升腾至顶部，从顶部排除送至离心压缩机204已进行升温升压处理。采用本示意的连接结构，能确保结晶分离器203中的气液分离，有利于降低蒸汽的化学需氧量，即提高从强制循环蒸发器出来的冷凝水的化学需氧量，提高水处理效率。

作为本实施例的示意，还可以进一步在结晶分离器203的顶部设置有汽液分离器208(其譬如但不限于为过滤网，过滤网的孔径小于垃圾渗滤液析出的结晶物的直径，从而避免蒸汽含的结晶物较小甚至不含结晶物，即提高强制循环蒸发器排出的冷凝水的纯度，使其不含结晶物或者甚至不含结晶物，降低出水的杂质含量)，结晶分离器203与离心压缩机204连接的管道的连接口设置在汽液分离器208的上方。

步骤102：在超声吹脱处理池中往冷凝水鼓吹含氧气体，并且鼓吹超声波，进行超声吹脱处理，在含氧气体以及超声波作用下，冷凝水内氨氮降解氧化成气体释出。

作为本实施例的示意，本实施例的含氧气体可以但不限于为氧气，也可以为空气，采用空气能降低本实施例的工艺成本。

本实施例的产生处理池的结构参见图3所示，超声吹脱处理池的进水口306与强制循环蒸发器的冷凝水排出管连接，超声吹脱处理池的出水口307与电芬顿氧化设备的进水口连接。在超声吹脱处理池内设置有超声波发射探头303、与外部的空气压缩机301连接曝气头302，超声波发射探头303用于发射超声波，曝气头302用于鼓出含氧气气体，在含氧气体以及超声波作用下，冷凝水中的氨氮降解氧化成气体释出。

超声波降解水中NH₃-N的过程中的主要作用为空化作用：

一方面，化合物可以在超声波的辐照下，经历空化泡的生长和崩裂等过程，释放空化泡内的化合物；

另一方面，空化泡内的水分子裂解为羟基自由基，羟基自由基的氧化性极强，可氧化水中的化合物，使其降解。

即，发生在超声波降解化合物中的主要反应为：高温热解反应和自由基反应。

本步骤的超声吹脱，相对较传统的吹脱有以下优势：

1、传统的空气吹脱法的氨氮去除率仅为40％-50％，而使用本实施例的超声吹脱可以达到85-95％；

2、传统的离子交换有离子交换剂用量大，频繁再生成本高的特点，而超声吹脱的工程工艺简单、基建和运行费用较低、处理效果稳定的特点；

3、超声吹脱具有加速的特点，使得处理速率大大的提高。

作为本实施例的示意，还在超声吹脱处理池内插有温度计304以实时监测其中的冷凝水的温度，对超声波吹脱处理的情况进行实时监测，另外，在超声吹脱处理池上还设置有取样口305，以在处理过程中随时根据需要取出样品进行取样监测。

步骤3：将超声吹脱处理后的冷凝水输入至电芬顿氧化设备，对经过超声吹脱处理后的冷凝水进行电芬顿氧化处理，使冷凝水中的有机物分子结构破坏，生成小分子中间体、或者矿化生成CO₂和H₂O，排放化学需氧量符合要求的排放水。

电芬顿氧化借助电化学法生成Fe₂+和H₂O₂，Fe₂+和H₂O₂作为芬顿试剂的持续来源，两者反应生成具有强氧化性、无选择性的羟基自由基OH,可将有机物分子结构破坏，使之生成小分子中间体或者完全矿化生成CO₂和H₂O，从而使得化学需氧量(简称COD)下降。

其中，是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下，被化学需氧量氧化分解时所消耗氧化剂的数量，以氧的mg/L表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，这些物质包括有机物、亚 硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，但一般水及废水中无机还原性物质的数量相对不大，而被有机物污染是很普遍的，因此，COD可作为有机物质相对含量的一项综合性指标。

本步骤的电芬顿氧化较常规的处理方法的优势在于：

1、经济、环保型，不产生二次的污染；常规的DI离子交换树脂处理方式会引入新的硫酸铵盐，造成二次污染，且树脂再生时产生的废水也难以处理；

2、可以有效的解决其他方法中H₂O₂费用高和自动生成H₂O₂的机制不完善等缺点。处理成本显著降低，外加化学试剂明显较少；

3、设备相对简单，电解过程变量少。

由上可见，采用本实施例技术方案，本实施例采用强制循环蒸发、超声波吹脱、电芬顿氧化处理工艺处理，其具有以下的有益效果：

1、处理过量中基本上没有添加其它的药剂，只使用电能，不新增加污染物；

2、FC型蒸发器及电芬顿氧化属于自身循环再利用的工艺环节，使得垃圾渗滤液处理成本大大降低；

3、超声吹脱与电芬顿氧化有协和作用，有利于垃圾渗滤液中的NH₃-N与COD的去除。

并且本实施例使垃圾渗透液的蒸发发生在分离器，从而避免了强制循环换热器202的堵塞，同时，应用本实施例技术方案极大的改善了换热器的传热效率。

作为本实施例的示意，如果经过步骤3电芬顿氧化超声波处理后的水的化学需氧量仍然不符合要求，则将冷凝水循环送回至将垃圾渗滤液输入至强制循环蒸发器，以返回步骤101，以进行循环处理，直至得到化学需氧量符合要求的排放水。采用本实施例技术方案以确保排出水符合排放标准。

本方案应用于垃圾渗滤液，有效的解决含盐量高、有机物浓度高、NH₃-N浓度高的垃圾渗滤液。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含 在该技术方案的保护范围之内。