一种垃圾渗滤液的处理系统和方法
【专利摘要】本发明公开一种垃圾渗滤液的处理系统和方法。该系统包括预处理系统、蒸发器和热解炉，所述预处理系统包括过滤器和均质池，所述过滤器包括过滤器液体出口和过滤器固体出口，所述均质池包括均质池入口和均质池出口，所述过滤器液体出口与所述均质池入口连接；所述蒸发器包括蒸发器液体入口、蒸发器液体出口和蒸发器蒸汽出口，所述蒸发器液体入口连接至所述均质池出口。本发明提供的垃圾渗滤液的处理系统和方法实现污染物近零排放；通过浓缩热解处理渗滤液，处理设施简单，占地较少；整个系统对热能高效利用，降低了处理成本；无二次污染物产生，环保效果好。
【专利说明】
一种垃圾渗滤液的处理系统和方法
技术领域
[0001]本发明具体涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液的处理系统和方法。
【背景技术】
[0002]垃圾渗滤液是生活垃圾在填埋、堆放、焚烧等过程中产生的一类成分复杂的高浓度有机废水，具有水质复杂、危害性大、COD和BOD5浓度高、氨氮含量高、重金属含量高等特点。渗滤液的这种水质特性使其处理难度极大，处理成本较高。
[0003]到目前为止，国内外垃圾填埋场渗滤液的处理方法按原理的不同主要分为:生物处理技术、膜处理技术、物化处理技术、高级氧化处理技术、蒸发处理技术等以及上述各种技术的组合处理形式。
[0004]生化法是目前垃圾渗滤液处理的一种主要方法，通过好氧或厌氧反应降解渗滤液中的COD和其它污染物。生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等;厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。单纯通过生化法处理垃圾渗滤液，出水水质难于达标。
[0005]膜处理技术是利用隔膜使溶剂同溶质和微粒分离的一种水处理方法，根据溶质或溶剂通过膜的推动力的大小可以分成微滤、超滤、纳滤和反渗透法。膜处理技术与传统水处理技术相比，具有三个明显的优点:膜工艺占地面积小；处理之后的水质非常稳定；高度自动化，人工成本低。但是膜处理技术投资大，运行成本高，并产生更难处理的浓缩液，因此无法得到广泛应用。
[0006]物理化学法是通过一系列的物理化学反应去除渗滤液中的不可溶组分和吸附的有机物，同时将难生物降解的有机物转化为易生物降解的有机物并将之去除，主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换等多种方法，COD去除率可达5 O %?8 7 %。与生物处理相比，物化处理不受水质水量变动的影响，出水水质比较稳定，尤其是对B0D5/C0D比值较低(0.07?0.20)难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高，不适于大规模垃圾渗滤液的处理。
[0007]高级氧化技术是通过物化方法产生的具有强氧化性的羟基自由基(.0H)，诱发链反应，与垃圾渗滤液中的有机污染物结合，将其降解为二氧化碳、水等无机物，无二次污染等问题，主要包括Fenton氧化法、光催化氧化法和臭氧氧化法等几类。高级氧化技术具有适用范围广、反应速率快、氧化能力强、无污染或少污染的优点，但目前多种高级氧化技术还处于实验室研究阶段，存在处理成本高、难以工业化等问题。
[0008]蒸发处理技术:蒸发法处理废水的原理是利用外加能量蒸发分离出渗滤液中的水分，使需要处理的渗滤液原液体积大大减少。与其他处理工艺相比，渗滤液蒸发工艺对水质的变化不敏感，具有较强的适应性。渗滤液蒸发后浓缩液的处理包括回灌、反渗透和纳滤联合处理或者直接固化后与垃圾一起填埋等。后续处理浓缩液的成本较高，难以大规模推广。
【发明内容】
[0009]本发明提出一种高效快速处理垃圾渗滤液的系统和方法，不仅能有效处理污染物质，而且能提高垃圾渗滤液处理效率，节能环保。
[0010]本发明的一个目的是提供一种垃圾渗滤液的处理系统，包括预处理系统、蒸发器和热解炉，
[0011 ] 所述预处理系统包括过滤器和均质池，所述过滤器包括过滤器液体出口和过滤器固体出口，所述均质池包括均质池入口和均质池出口，所述过滤器液体出口与所述均质池入口连接；
[0012]所述蒸发器包括蒸发器液体入口、蒸发器液体出口和蒸发器蒸汽出口，所述蒸发器液体入口连接至所述均质池出口 ；
[0013]所述热解炉包括热解炉液体入口、热解炉固体入口和热解炉热解气出口，所述热解炉液体入口与所述蒸发器液体出口相连，所述热解炉固体入口与所述过滤器固体出口连接。
[0014]过滤器截留渗滤液中的固体不溶物，收集后送至热解炉。均质池在过滤器后，能调节水质和水量，保持处理系统的稳定运行。
[0015]蒸发器可将渗滤液蒸发浓缩，产生较少量的浓缩液和大量的蒸汽，其中渗滤液中大部分污染物仍保留在浓缩液中，大量水分和少量挥发性有机物挥发出来形成蒸汽。
[0016]热解炉将过滤固体残渣和浓缩液热解处理，将有机物分解成小分子的可燃气体(包括CH4、H2、CO等)和水等无机物。
[0017]本发明的系统进一步包括预热器，所述预热器包括预热器液体入口和预热器液体出口，所述预热器液体入口与所述均质池出口连接，所述预热器液体出口与所述蒸发器相连。预热器中的热载体为水，通过预热器可将渗滤液加热至较高温度，便于后续蒸发浓缩。
[0018]本发明中，所述系统进一步包括余热回收系统，所述余热回收系统包括蒸汽热交换器和热解气热交换器;所述蒸汽热交换器包括蒸汽热交换器蒸汽入口、蒸汽热交换器高温水出口和蒸汽热交换器冷凝液出口，所述热解气热交换器包括热解气热交换器热解气入口、热解气热交换器热解气出口、热解气热交换器高温水出口和热解气热交换器冷凝液出口 ；所述蒸汽热交换器蒸汽入口与蒸发器蒸汽出口连接，所述热解气热交换器热解气入口与所述热解炉热解气出口连接，所述蒸汽热交换器和热解气热交换器的高温水出口均与所述预热器相连，所述热解气热交换器热解气出口与蒸发器的燃气入口相连。余热回收系统对蒸发器和热解炉产生的高温产物进行余热回收，并将回收余热用于预热器。
[0019]本发明中，所述系统进一步包括深度处理系统，所述深度处理系统与所述蒸汽热交换器冷凝液出口和所述热解气热交换器冷凝液出口相连。深度处理系统将余热回收系统的冷凝液进行脱氮氧化处理，彻底降解水体中的污染物，出水进入清水池后直接排放或回用。
[0020]所述系统进一步包括垃圾渗滤液集水池，所述垃圾渗滤液集水池与所述过滤器连接。
[0021]本发明的另一目的提供一种利用上述系统处理垃圾渗滤液的方法，包括如下步骤:
[0022]A、将渗滤液送入所述过滤器进行过滤，将过滤分离出的固体送入热解炉发生热解反应；
[0023]B、将过滤后的渗滤液送入所述均质池进行均质化；
[0024]C、将均质化后的渗滤液送入所述蒸发器进行蒸发浓缩，产生浓缩液；
[0025]D、将所述浓缩液送入所述热解炉进行热解反应，产生热解气。
[0026]所述的方法还包括步骤:在所述步骤C之前将渗滤液送入所述预热器进行预热。
[0027]所述步骤C还产生蒸汽，所述方法还包括步骤:将所述蒸汽和热解气通过间接换热进行回收余热，并将回收余热的高温水送至所述预热器。
[0028]进一步，所述的方法还包括步骤:冷却后的热解气通过所述热解气热交换器的气体出口输送到蒸发器。
[0029]所述的方法还包括步骤:将所述余热回收系统的冷凝液送入所述深度处理系统进行脱氮氧化处理。
[0030]本发明提供的垃圾渗滤液的处理系统和方法实现污染物近零排放;通过浓缩热解处理渗滤液，处理设施简单，占地较少;整个系统对热能高效利用，降低了处理成本;无二次污染物产生，环保效果好。
【附图说明】
[0031 ]图1是本发明垃圾渗滤液的处理系统结构示意图；
[0032]图2是本发明垃圾渗滤液的处理方法流程图。
[0033]图中:
[0034]1-垃圾渗滤液集水池，2-过滤器，3-均质池，4-预热器，5-蒸发器，
[0035]6-热解炉，7-余热回收系统，8-深度处理系统。
【具体实施方式】
[0036]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。
[0037]本发明的目的之一是提供一种垃圾渗滤液的处理系统，如图1所示，该系统包括预处理系统、蒸发器5和热解炉6。
[0038]预处理系统包括过滤器2和均质池3，过滤器2包括过滤器液体出口和过滤器固体出口，均质池3包括均质池入口和均质池出口，过滤器液体出口与均质池入口连接。
[0039]蒸发器5包括蒸发器液体入口、蒸发器液体出口和蒸发器蒸汽出口，蒸发器液体入口连接至所述均质池出口。
[0040]热解炉6包括热解炉液体入口、热解炉固体入口和热解炉热解气出口，所述热解炉液体入口与所述蒸发器液体出口相连，所述热解炉固体入口与所述过滤器固体出口连接。
[0041]过滤器2截留渗滤液中的固体不溶物，收集后送至热解炉6。均质池3在过滤器2后，均质池3内设有机械搅拌器和pH在线分析仪，能调节水质和水量，保持处理系统的稳定运行。
[0042]蒸发器5采用SCE蒸发器，通过燃烧天然气放热，燃烧温度为800°C，产生的高温烟气通入渗滤液中。可将渗滤液蒸发浓缩，产生较少量的浓缩液和大量的蒸汽，其中渗滤液中大部分污染物仍保留在浓缩液中，大量水分和少量挥发性有机物挥发出来形成蒸汽。
[0043]热解炉6为固定床热解炉，固体残渣和浓缩液均在热解炉6中通过高温热解处理，主要产生热解气和少量的灰渣，灰渣收集填埋处理。
[0044]进一步的，该系统还包括垃圾渗滤液集水池1、预热器4、余热回收系统7和深度处理系统8。
[0045]垃圾渗滤液集水池I与过滤器2连接。垃圾渗滤液集水池I的主要作用是将垃圾渗滤液收集在一起，方便后续处理。
[0046]在均质池3和蒸发器5之间增加预热器4，预热器4包括预热器液体入口和预热器液体出口，预热器液体入口与均质池3出口连接，预热器液体出口与蒸发器5相连。均质池3出水进入预热器4进行加热升温，预热器4采用热水热交换器，通过余热回收系统7产生的高温水对渗滤液进行加热升温，升至较高温度后渗滤液进入蒸发器5中进一步处理。
[0047]余热回收系统7包括蒸汽热交换器和热解气热交换器;蒸汽热交换器包括蒸汽热交换器蒸汽入口、蒸汽热交换器高温水出口和蒸汽热交换器冷凝液出口，热解气热交换器包括热解气热交换器热解气入口、热解气热交换器热解气出口、热解气热交换器高温水出口和热解气热交换器冷凝液出口 ；蒸汽热交换器蒸汽入口与蒸发器蒸汽出口连接，热解气热交换器热解气入口与热解炉热解气出口连接，蒸汽热交换器和热解气热交换器的高温水出口均与预热器相连，热解气热交换器热解气出口与蒸发器的燃气入口相连。
[0048]余热回收系统7对蒸发器5和热解炉6产生的高温产物进行余热回收，并将回收余热用于预热器4。
[0049]蒸发器5产生的高温蒸汽通过蒸汽热交换器间接换热回收余热，冷凝液输入到深度处理系统8，冷却烟气直接排放，回收的余热以高温水的形式输入到预热器4。
[0050]热解炉6其产生的高温热解气体通过冷却水间接冷却回收热量，冷却后的热解气通过气体出口输入到蒸发器5的燃气管路，冷却后的冷凝液通过冷凝液出口输入到深度处理系统8。
[0051]深度处理系统8与蒸汽热交换器冷凝液出口和热解气热交换器冷凝液出口相连。深度处理系统8设置深度氧化处理池，内有射流曝气头和加药器，采用吹脱和芬顿氧化法实现处理目标。冷凝水先经过射流曝气吹脱，去除水体中的氨氮，将产生的氨气回收存储;然后通过投加芬顿试剂进行深度氧化处理，彻底降解水体中的污染物，出水水质达到排放标准要求。
[0052]本发明的另一目的提供一种利用上述系统处理垃圾渗滤液的方法，如图2所示，包括如下步骤:
[0053]A、将渗滤液送入所述过滤器进行过滤，将过滤分离出的固体送入热解炉发生热解反应；
[0054]B、将过滤后的渗滤液送入所述均质池进行均质化；
[0055]C、将均质化后的渗滤液送入所述蒸发器进行蒸发浓缩，产生浓缩液；
[0056]D、将所述浓缩液送入所述热解炉进行热解反应，产生热解气，热解燃气的成分主要为CH4，H2和CO。
[0057]所述的方法还包括步骤:在所述步骤C之前渗滤液送入所述预热器进行预热。
[0058]所述步骤C还产生蒸汽，所述方法还包括步骤:将所述蒸汽和热解气通过间接换热进行回收余热，并将回收余热的高温水送至所述预热器。
[0059]进一步，所述的方法还包括步骤:冷却后的热解气通过所述热解气热交换器的气体出口输送到蒸发器。
[0060]所述的方法还包括步骤:将所述余热回收系统的冷凝液送入所述深度处理系统进行脱氮氧化处理。
[0061 ] 本发明中:
[0062]预处理系统，换成其他过滤装置仍可完成本发明目的。
[0063]所用蒸发器若替换成其他蒸发器，仍可完成本发明目的。
[0064]深度处理系统，换成其他氧化处理反应器，仍可完成本发明目的。
[0065]热解炉，换成其他热解装置仍可完成本发明目的。
[0066]本发明提供的垃圾渗滤液的处理系统和方法可彻底处理垃圾渗滤液，实现污染物近零排放;通过浓缩热解处理渗滤液，处理设施简单，占地较少;整个系统对热能高效利用，降低了处理成本;无二次污染物产生，环保效果好。
[0067]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】
1.一种垃圾渗滤液的处理系统，其特征在于，包括预处理系统、蒸发器和热解炉， 所述预处理系统包括过滤器和均质池，所述过滤器包括过滤器液体出口和过滤器固体出口，所述均质池包括均质池入口和均质池出口，所述过滤器液体出口与所述均质池入口连接； 所述蒸发器包括蒸发器液体入口、蒸发器液体出口和蒸发器蒸汽出口，所述蒸发器液体入口连接至所述均质池出口 ； 所述热解炉包括热解炉液体入口、热解炉固体入口和热解炉热解气出口，所述热解炉液体入口与所述蒸发器液体出口相连，所述热解炉固体入口与所述过滤器固体出口连接。2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统进一步包括预热器，所述预热器包括预热器液体入口和预热器液体出口，所述预热器液体入口与所述均质池出口连接，所述预热器液体出口与所述蒸发器相连。3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统进一步包括余热回收系统，所述余热回收系统包括蒸汽热交换器和热解气热交换器； 所述蒸汽热交换器包括蒸汽热交换器蒸汽入口、蒸汽热交换器高温水出口和蒸汽热交换器冷凝液出口，所述热解气热交换器包括热解气热交换器热解气入口、热解气热交换器热解气出口、热解气热交换器高温水出口和热解气热交换器冷凝液出口 ； 所述蒸汽热交换器蒸汽入口与蒸发器蒸汽出口连接，所述热解气热交换器热解气入口与所述热解炉热解气出口连接，所述蒸汽热交换器和热解气热交换器的高温水出口均与所述预热器相连，所述热解气热交换器热解气出口与蒸发器的燃气入口相连。4.根据权利要求3所述系统，其特征在于，所述系统进一步包括深度处理系统，所述深度处理系统与所述蒸汽热交换器冷凝液出口和所述热解气热交换器冷凝液出口相连。5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统进一步包括垃圾渗滤液集水池，所述垃圾渗滤液集水池与所述过滤器连接。6.一种利用权利要求1-5任一所述系统处理垃圾渗滤液的方法，其特征在于，包括如下步骤: A、将渗滤液送入所述过滤器进行过滤，将过滤分离出的固体送入热解炉发生热解反应； B、将过滤后的渗滤液送入所述均质池进行均质化； C、将均质化后的渗滤液送入所述蒸发器进行蒸发浓缩，产生浓缩液； D、将所述浓缩液送入所述热解炉进行热解反应，产生热解气。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括步骤:在所述步骤C之前将渗滤液送入所述预热器进行预热。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤C还产生蒸汽，所述方法还包括步骤:将所述蒸汽和热解气通过间接换热进行回收余热，并将回收余热的高温水送至所述预热器。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括步骤:冷却后的热解气通过所述热解气热交换器的气体出口输送到蒸发器。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括步骤:将所述余热回收系统的冷凝液送入所述深度处理系统进行脱氮氧化处理。
【文档编号】C02F11/10GK105859009SQ201610390241
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】蔡先明, 肖磊, 张安强, 巴玉鑫, 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