申请日2015.11.18
公开(公告)日2016.03.02
IPC分类号C02F1/04; C02F1/44; F23G7/04
摘要
本发明涉及垃圾渗滤液膜过滤浓缩液射流蒸发处理技术，针对垃圾渗滤液膜过滤浓缩液产量大、污染物含量高且成分复杂、处理难度大，现有处理技术存在缺陷的问题，通过节能蒸发、射流喷射、潜热回收、循环利用等工序，可将膜过滤浓缩液缩减至原液的2%～10%，能耗相对于传统蒸发技术减少80%左右。蒸出清液采用生化处理就可达标排放或者回用;少量的蒸余残液通过喷射燃烧技术可实现污染物的降解与消除，极大的降低了处理难度和处理成本，该技术采用密闭式循环系统，具有极高的环境友好性。
权利要求书
1.垃圾渗滤液膜过滤浓缩液射流蒸发系统，其处理步骤为：
(1)首先，垃圾渗滤液膜过滤浓缩液经预热至40～50℃后进入蒸发塔，与100～120℃的高温高压蒸汽进行热交换，高温高压蒸汽凝结为冷凝液，浓缩液中的水及少量挥发性烃、有机酸和氨等污染物经汽化或挥发形成二次蒸汽，而挥发性较低的重金属、无机物以及大部分有机物滞留在蒸余残液中，蒸余残液送至残液罐储存，之后进行喷射燃烧处理;
(2)二次蒸汽离开蒸发塔后进入加热器进行加热，以补充其流向潜热回收塔过程中需克服管道流动阻力而损失的热量，加热后的二次蒸汽与步骤(1)产生的冷凝液在潜热回收塔进行热交换，二次蒸汽的热量传递给冷凝液使其汽化为气态加热工质，而二次蒸汽冷凝为蒸出清液经清液输送泵泵至预热器，与浓缩液原液换热后进入清液罐，之后进行生化处理;
(3)气态加热工质离开潜热回收塔后，经射流喷射装置输送至再热塔，实现汽化潜热的回收，并由电加热器再次加热为高温高压蒸汽送至蒸发塔内，为浓缩液蒸发提供热量，完成射流蒸发循环。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液膜过滤浓缩液射流蒸发系统，其特征在于：所述浓缩液进入蒸发塔后走管程，高温高压蒸汽走壳程，两者在管壁发生热交换，得到的蒸余残液为原液的2%～10%，实现了污染物的浓缩富集。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液膜过滤浓缩液射流蒸发系统，其特征在于：所述蒸出清液与浓缩液原液换热，两者各行其路，无液体直接混融。
说明书
垃圾渗滤液膜过滤浓缩液射流蒸发系统
技术领域
本技术涉及一种垃圾渗滤液膜过滤浓缩液射流蒸发处理技术，属于高浓度难降解有机废水处理处置技术领域。
背景技术
生活垃圾处理中由于实压、降水和微生物分解作用，从垃圾层中渗出一定量的成分复杂的高浓度有机废水即为垃圾渗滤液。垃圾焚烧厂垃圾渗滤液一般占垃圾量的25%;国内垃圾填埋场产生的渗滤液一般占垃圾填埋量的35%。我国现有垃圾处理厂2353座，垃圾渗滤液日均产生量超过12万吨。对垃圾渗滤液生化处理后需经过NF/RO膜深度处理才能达到相关排放标准。经过膜截留后的残液为膜过滤浓缩液，一般占垃圾渗滤液原液量的20-30%。膜过滤浓缩液一般不具备可生化性，具有难降解的有机物浓度高、含盐量高、金属离子含量高的特点，处理难度大、处理代价高，急需有妥善方法加以处理解决。
对于垃圾渗滤液膜过滤浓缩液处理，研究有采用离子交换、活性炭吸附或高级氧化等其他方法进行处理，但在处理成本、工程应用效果等方面均未能获得比较成熟的应用。
蒸发设备结构紧凑、占地面积小，产水能力高，不受水质波动影响，在其他领域已经有着广泛的成熟应用。在渗滤液膜过滤浓缩液的处理技术中也有应用实例，主要技术有浸没燃烧蒸发、热泵(MVR)蒸发、多效闪蒸蒸发、多效强制循环蒸发等。而现有技术均存在一定的缺陷：浸没燃烧蒸发需要稳定的沼气源，应用受限，设备腐蚀问题难解决，尾气带走大量热量且处理困难;多效闪蒸蒸发投资成本、运行成本均较高，设备系统复杂;需要稳定的蒸汽源、循环水源等;闪蒸蒸发需要稳定蒸汽源，蒸发需要换热面积大，蒸汽冷凝器面积大，二次蒸汽携带走大量潜热;热泵(MVR)蒸发设备要求高，核心设备需进口，投资造价高，维护费用高，系统结构复杂，运行控制复杂，启动需要蒸汽源。
鉴于垃圾渗滤液膜过滤浓缩液产量大、污染物含量高且成分复杂、处理难度大，现有处理技术存在缺陷的问题，急需开发一种处理效率高、节能效果好，投资运行成本低，环境友好性高，易推广的综合处理系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有垃圾渗滤液膜过滤浓缩液处理技术的不足，提出一种垃圾渗滤液膜过滤浓缩液射流蒸发处理技术系统，该系统通过节能蒸发，可将膜过滤浓缩液缩减至原液的2%～10%，能耗相对于传统蒸发技术减少80%左右。蒸出清液采用生化处理就可达标排放或者回用;少量的蒸余残液通过喷射燃烧技术可实现污染物的降解与消除，极大的降低了处理难度和处理成本，该技术采用密闭式循环系统，具有极高的环境友好性。
本发明通过以下技术方案予以实现：
(1)首先，垃圾渗滤液膜过滤浓缩液经预热至40～50℃后进入蒸发塔，与100～120℃的高温高压蒸汽进行热交换，高温高压蒸汽凝结为冷凝液，浓缩液中的水及少量挥发性烃、有机酸和氨等污染物经汽化或挥发形成二次蒸汽，而挥发性较低的重金属、无机物以及大部分有机物滞留在蒸余残液中，蒸余残液送至残液罐储存，之后进行喷射燃烧处理;
所述浓缩液进入蒸发塔后走管程，高温高压蒸汽走壳程，两者在管壁发生热交换，得到的蒸余残液为原液的2%～10%，实现了污染物的浓缩富集;
(2)二次蒸汽离开蒸发塔后进入加热器进行加热，以补充其流向潜热回收塔过程中需克服管道流动阻力而损失的热量，加热后的二次蒸汽与步骤(1)产生的冷凝液在潜热回收塔进行热交换，二次蒸汽的热量传递给冷凝液使其汽化为气态加热工质，而二次蒸汽冷凝为蒸出清液经清液输送泵泵至预热器，与浓缩液原液换热后进入清液罐，之后进行生化处理;
所述蒸出清液与浓缩液原液换热，两者各行其路，无液体直接混融;
(3)气态加热工质离开潜热回收塔后，经射流喷射装置输送至再热塔，实现汽化潜热的回收，并由电加热器再次加热为高温高压蒸汽送至蒸发塔内，为浓缩液蒸发提供热量，完成射流蒸发循环。
所述射流喷射装置由四部分构成：喷嘴、吸入室、混合室和扩压室，其中喷嘴处的工作水流压力为0.2～2MPa，混合室的长度为其圆柱段直径的5～12倍，喉嘴面积比为1.2～30，扩压室的扩张角为6°～12°，根据实际情况选择最佳工艺参数，以保证射流过程中较高的喷射效率同时能量损失最小。
有益效果：
①本发明将二次蒸汽的潜热回收并循环利用，实现了整体能量的高度集成，系统正常运转后所需的能量仅为系统能量损失和浓缩液原液进出系统的能量消耗;同时，与传统蒸发技术相比，无需冷却水的加入，节约大量水资源;
②垃圾渗滤液膜过滤浓缩液经过本系统处理后，原液90%～98%进入低污染的蒸出清液，原液2%～10%进入高污染的蒸余残液，实现了浓缩液的高效分离与分别回收;
③本发明将射流喷射技术有机融合形成完整系统，保证二次蒸汽潜热持久稳定回送，并降低了生产过程的噪音污染;
④分离后的蒸出清液与蒸余残液，其后续处理直接用常规处理手段即可，如生化处理、喷射燃烧等，大大降低了处理成本，整个系统环保性能突出。
