申请日2012.08.23
公开(公告)日2013.03.27
IPC分类号B01D53/78; C02F9/10
摘要
一种渗沥液三相分离深度处理装置，设有热交换装置，其吸热侧入口与渗沥液供给装置连接，吸热侧出口与气液分离装置连接;气液分离装置通过循环泵与热交换装置吸热侧连接，气液分离装置下部设有浓缩渗沥液出口，上部设有水蒸气出口，通过增压装置与气液接触装置连接;气液接触装置设有低沸点污染物提取剂入口，循环喷淋装置，还设有低沸点污染物提取剂出口;气液接触装置设有过热蒸气出口，与热交换装置的放热侧输入端连接，热交换装置放热侧设有冷凝水出口。本装置具有工艺简单、所需设备成本和处理费用低、能够对渗沥液实现高效、深度处理的优点，采用本实用新型装置处理渗沥液，可为进一步使其排出的产物达到污染物零排放和资源化创造条件。
权利要求书
1.一种渗沥液三相分离深度处理装置，其特征在于，设有：
热交换装置(11)，其吸热侧入口与渗沥液供给装置(8)连接，吸热侧出口与气液分离装置(5)连接;
气液分离装置(5)下部通过循环泵(6)与热交换装置(5)吸热侧连接，用于使渗沥液在这两装置之间进行循环加热和气液分离;气液分离装置下部设有浓缩渗沥液出口(52)，上部设有水蒸气出口(51)，通过增压装置(1)与气液接触装置(2)连接;
气液接触装置(2)设有低沸点污染物提取剂入口(24)，用于向气液接触装置内输入低沸点污染物提取剂溶液，设有循环喷淋装置(23)，用于将气液接触装置里下部的液体泵到装置内腔上部向下喷淋，还设有低沸点污染物提取剂出口(21);
气液接触装置(2)设有过热蒸气出口(22)，与热交换装置(11)的放热侧输入端连接，用于为热交换装置(11)提供进行热交换的热量，热交换装置放热侧设有冷凝水出口(41)。
2.根据权利要求1所述的渗沥液三相分离深度处理装置，其特征在于，所述的热交换装置设有串联的显热热交换装置(4)和潜热热交换装置(3)，显热热交换装置(4)加热侧输入端与与渗沥液供给装置(8)连接，输出端与潜热热交换装置(3)的蒸发侧输入端连接，潜热热交换装置(3)蒸发侧的输出端与气液分离装置(5)连接，气液接触装置(2)的过热蒸气出口(22)与潜热热交换装置(3)凝结侧输入端连接，潜热热交换装置凝结侧输出端与显热热交换装置(4)放热侧输入端连接，显热热交换装置放热侧输出端是冷凝水出口(41)。
3.根据权利要求2所述的渗沥液三相分离深度处理装置，其特征在于，所述潜热热交换装置(3)蒸发侧输出端与气液分离装置(5)的连接通 路上串接有节流阀(7)，用于使渗沥液通过潜热热交换装置时处于增压状态。
4.根据权利要求2所述的渗沥液三相分离深度处理装置，其特征在于，显热热交换装置(4)放热侧的冷凝水出口(41)，接有生物反应器，用于对冷凝水进行生物净化处理。
5.根据权利要求1所述的渗沥液三相分离深度处理装置，其特征在于，所述的气液接触装置(2)是塔式气液微分接触式吸收装置。
6.根据权利要求1所述的渗沥液三相分离深度处理装置，其特征在于，气液接触装置(2)的污染物提取剂出口(21)与结晶和固液分离装置(9)连接，结晶和固液分离装置(9)设有提取剂液体出口(92)，与气液接触装置(2)连接，用于将固液分离出的污染物提取剂溶液返回气液接触装置(2)，还设有结晶沉淀物出口(91)，用于将固液分离出的固体---结晶体和/或沉淀物排出。
7.根据权利要求1所述的渗沥液三相分离深度处理装置，其特征在于，设有串联的两级气液接触装置，气液接触装置(2)的过热蒸气出口(22)与第二级气液接触装置(10)的输入端连接，第二级气液接触装置(10)的过热蒸气出口与热交换装置放热侧的输入端连接。
说明书
一种渗沥液三相分离深度处理装置
技术领域
本实用新型属污水处理技术领域，具体涉及一种垃圾的渗沥液处理装 置。
背景技术
对于各种污染物浓度高、成分复杂、高毒性或者可生化性差的渗沥液， 其中的污染物浓度是普通污水的百倍以上，极难消除，还会产生大量污泥和 浓缩液，成为长期不易解决的行业性难题。
现有渗沥液处理方法存在的问题主要有：
生物法：设备体积大，需投加炭源，去除不彻底，产生大量污泥;
吹脱法：能耗高，药耗高，去除不彻底，易受环境条件影响;
吸附法：设备成本高，药耗高，再生频繁，冲洗水需要二次处理;
氧化法：设备成本高，药耗/能耗极高;
纳滤法：由于渗沥液属于高浓度污染物，因此膜污染严重;由于小分子 污染物与水分子大小相近，因此去除率低，不易达标;产生大量浓缩液，处 置困难。
反渗透法：能耗较高;由于渗沥液属于高浓度污染物，因此膜污染严 重;由于小分子污染物与水分子大小相近，因此去除不彻底，不易达标;产 生大量浓缩液，处置困难。
现在工程上普遍采用的处理方法是将混凝、沉淀，生物厌氧消化、生物 好氧处理，生物硝化和反硝化处理，膜生化反应器、各种氧化剂配合各种催 化剂、触媒、紫外光、超声波处理、纳滤膜/反渗透膜处理等等多种处理方 法反复组合和叠加。但是所有这些处理方法都普遍存在着设备数量众多、体 积庞大，易受水质和环境条件影响，多种处理因子之间相互影响和干扰，系 统的能耗高、药耗高、操作管理难度高，不能适应不同时期的渗沥液，去除 不彻底，不易达标，处理过程中产生大量更加难以处理的浓缩液和污泥，不 能达到排放标准。
现有技术的处理产物中包括大量污泥和浓缩液，占到渗沥液处理量的 30%到40%以上，由于不易处理和处理成本高，所以多数是长期将其排放到 填埋场，后果是造成填埋场内渗沥液中污染物的浓度持续升高，在3-4年内 后即会逐步接近能够处理浓度的上限，至使处理效率降低直至失效，而垃圾 填埋场的典型设计寿命为十几年，因而留下重大后患。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种工艺简单、所需设备成本和处 理费用低、能够对渗沥液实现高效、深度处理的渗沥液三相分离深度处理装 置。
解决上述问题的技术方案是：本实用新型设有(参见实施例图)：
热交换装置(11)，其吸热侧入口与渗沥液供给装置(8)连接，吸热 侧出口与气液分离装置(5)连接;
气液分离装置(5)下部通过循环泵(6)与热交换装置(5)吸热侧连 接，用于使渗沥液在这两装置之间进行循环加热和气液分离;气液分离装置 下部设有浓缩渗沥液出口(52)，上部设有水蒸气出口(51)，通过增压装 置(1)与气液接触装置(2)连接，;
气液接触装置(2)设有低沸点污染物提取剂入口(24)，用于向气液 接触装置内输入低沸点污染物提取剂溶液，设有循环喷淋装置(23)，用于 将气液接触装置里下部的液体泵到装置内腔上部向下喷淋，还设有低沸点污 染物提取剂出口(21);
气液接触装置(2)设有过热蒸气出口(22)，与热交换装置(11)的 放热侧输入端连接，用于为热交换装置(11)提供进行热交换的热量，热交 换装置放热侧设有冷凝水出口(41)。
尽管渗沥液中各种污染物种类多达数百种，但每一种物质都存在气相、 液相和固相这三相存在状态，本实用新型装置可利用水及各种污染物之间沸 点和溶解度的差异，将它们分别转化为气相、液相、固相这三相不同的存在 状态，从而将污染物彻底分离出来;
本实用新型的工作原理是：渗沥液供给装置8向热交换装置11吸热侧 泵入的渗沥液吸收放热侧的热量，产生含有低沸点气态污染物的水蒸气，然 后输入到气液分离装置5，分离出含有低沸点气态污染物的水蒸气和含有高 沸点污染物的浓缩渗沥液，分离出的浓缩渗沥液通过循环泵6又输入到换热 装置吸热侧，被再度加热产生含有气态污染物的的水蒸气返回气液分离装置 5，这样被反复循环加热、分离;当气液分离装置里的浓缩渗沥液浓度达到 一定值时，即从下部的浓缩渗沥液出口52排出，分离出的含低沸点气态污 染物的水蒸气从气液分离装置5上部的水蒸气出口51输出，经增压装置1 加压生成过热水蒸气后输入到气液接触装置2里，与其中处于沸点的低沸点 污染物提取剂溶液进行气液接触，循环喷淋装置23不断将低沸点污染物提 取剂溶液泵到上方喷淋下来，反复与输入的过热水蒸气进行充分接触，低沸 点污染物提取剂溶液不断吸收中和过热水蒸气所含的低沸点气态污染物，达 到一定浓度既从低沸点污染物提取剂出口排出，过热水蒸气被脱除了其中的 低沸点污染物后即从过热蒸气出口22排出，输入到换热装置11的放热侧， 加热吸热侧的渗沥液，放热后的冷凝水从放热侧的冷凝水出口41排出。
本系统装置在循环刚开始时，可先用外加热源对换热装置吸热侧的渗沥 液加热，循环起来后，即可利用加压后过热水蒸气里的潜热和显热对换热装 置里的渗沥液进行加热，也就是说循环正常后，即基本不需要再外加热能 了。
上面所述的：
高沸点污染物：指渗沥液中沸点高于水的各种污染物;
低沸点污染物：指渗沥液中沸点低于水的各种污染物;
低沸点污染物提取剂溶液：是指能与过热水蒸气中的低沸点气态污染物 发生中和反应生成不易挥发的可溶性盐类物质的酸性或碱性水溶液，或是含 有这类酸性或碱性水溶液的高沸点有机溶剂。
渗沥液中的大多数污染物，包括最难处理的、毒性最大的、种类最多的 污染物，都是高沸点污染物，本实用新型装置可利用回收的循环热能加热渗 沥液产生水蒸气，使低沸点污染物变成气态进入水蒸气，高沸点污染物则被 保留在浓缩后的渗沥液里，再经气液分离装置将含有低沸点气态污染物的水 蒸气分离出来，并使渗沥液通过反复循环、气液分离变成体积大为缩小的浓 缩液排出，其中的高沸点污染物浓缩到产生沉淀析出，转化为固相时，即可 排出进行回收处理。
对于分离出的含有低沸点气态污染物的水蒸气，本实用新型装置可对其 增压生成过热水蒸气后与气液接触装置里的低沸点污染物提取剂溶液进行充 分的气液接触，水蒸气中的气态污染物与低沸点污染物提取剂溶液之间在气 液之间发生动态交换，气态污染物进入液体后与低沸点污染物提取剂发生中 和反应转化为处于液相的高沸点可溶性化合物，从而可通过气液接触使平衡 不断向液态转移，达到将低沸点气态污染物从过热水蒸气中分离出来的目 的。过热水蒸气被分离出低沸点气态污染物后，又通过循环返回热交换装置 将热量传递给需要加热气化的渗沥液，充分利用了热能。
采用本实用新型装置处理渗沥液后：
渗沥液通过被反复循环加热、分离，其中所含高沸点污染物达到一定浓 度后，体积大为缩小，当其中所含高沸点污染物浓度达到产生沉淀析出，转 化为固相后，即可排出进行进一步的处置;采用本实用新型装置处理的浓缩 渗沥液体积可以缩小到只有现有技术产生的污泥和浓缩液体积的一半以下， 所以可使后期的处置费用降到社会能够承受的程度。
渗沥液加热后分离出的水蒸气经增压变成过热水蒸气后再与气液接触装 置里的低沸点污染物提取剂溶液进行反复循环充分接触，所含的低沸点气态 污染物不断与低沸点污染物提取剂发生中和反应生成高沸点盐类物质，在达 到一定浓度后，即可进一步分离制成有用的化工原料;
脱除了低沸点污染物的过热水蒸气经过与待加热的渗沥液进行热交换后 变成不含污染物的冷凝水达标排出;如果其中污染物仍然超标，可再经过生 物反应器进行后处理，然后达标排放。
本实用新型设置增压装置1将水蒸气变成过热水蒸气后再进入气液接触 装置与低沸点污染物提取剂进行气液接触，其目的是：
在气液接触时，经过传质过程，低沸点污染物提取剂溶液中逐步会含有 较高浓度的溶解性物质，如酸和中和产物盐，或者碱和中和产物盐，造成该 溶液的沸点的升高，当低沸点污染物提取剂溶液的沸点升高超过水蒸气凝结 温度时，会引起水蒸气在低沸点污染物提取剂溶液表面的凝结而使溶液被稀 释，所以本实用新型可在将含有气态污染物的水蒸气进行传质分离前，先通 过增压装置将其变成过热水蒸气，再将过热水蒸气与低沸点污染物提取剂溶 液进行气液接触，这样就可以利用过热水蒸气的过热度来阻止水蒸气向低沸 点污染物提取剂溶液的凝结，避免低沸点污染物提取剂溶液被冷凝水稀释; 同时还可以利用过热水蒸气高于低沸点污染物提取剂溶液沸点升高值的那部 分过热的显热热值，使低沸点污染物提取剂溶液中的水分得到部分汽化，提 高低沸点污染物提取剂溶液中中和产物的浓度，达到节能的目的，并为进一 步的高效分离创造条件。
本实用新型装置具有工艺简单、所需设备成本和处理费用低、能够对渗 沥液实现高效、深度处理的优点，采用本实用新型装置处理渗沥液，可为进 一步使其排出的产物达到污染物零排放和资源化创造条件。
