申请日2010.04.07
公开(公告)日2011.10.12
IPC分类号C02F1/04
摘要
一种蒸发处理渗滤液的方法，步骤为：将填埋气或沼气、蒸发助燃空气引入燃烧器，燃烧后产生高温燃气;高温燃气在初级蒸发室中蒸发喷入的初级渗滤液并形成中温混气;中温混气经过风帽进入次级蒸发室，在次级蒸发室内与喷入的次级渗滤液进行传热传质过程，使次级渗滤液被蒸发，并形成了低温混气;低温混气经过除尘器后进入火炬燃烧器，与火炬填埋气、助燃空气一起高温焚烧，高温焚烧尾气通过换热器加热渗滤液后从塔顶排出。本发明还提供了实现上述方法的填埋气燃烧泡床。本发明的排放符合现行的有关标准，同时可用于其他行业废液(特别是高浓度废液)的减量无害化处理。
权利要求书
1.一种填埋气燃烧泡床，其主要结构为：
泡床的下部设有初级蒸发室，该初级蒸发室中设有初级渗滤液喷嘴;
初级蒸发室的底部设有燃烧器，燃烧器的燃烧口位于初级蒸发室内，该燃烧器分别设有蒸发助燃空气进口和填埋气进口;
泡床的上部设有次级蒸发室，该次级蒸发室中设有次级渗滤液喷嘴;
初级蒸发室的顶部设有布风板，布风板上固定有若干风帽，布风板上有床料层;
泡床的顶部通过除尘器连接至火炬塔中的火炬燃烧器;
该火炬燃烧器分别设有火炬填埋气进口和火炬助燃空气进口;
火炬燃烧器的上方设有换热器，该换热器的一端连接初级渗滤液喷嘴和次级渗滤液喷嘴，换热器的另一端为渗滤液进口;
火炬塔的顶部为排气口。
2.根据权利要求1所述的填埋气燃烧泡床，其中，所述次级蒸发室中的床料层为石英砂、刚玉砂、三氧化二铝小球中的一种或混合物。
3.利用权利要求1所述填埋气燃烧泡床蒸发处理渗滤液的方法，主要步骤为：
A)将填埋气或沼气、蒸发助燃空气引入燃烧器，燃烧后产生高温燃气;
B)高温燃气在初级蒸发室中蒸发喷入的初级渗滤液并形成中温混气;
C)中温混气经过风帽进入次级蒸发室，在次级危险性室内与喷入的次级渗滤液进行传热传质过程，使次级渗滤液被蒸发，并形成了低温混气;
D)低温混气经过除尘器后进入火炬燃烧器，与火炬填埋气、助燃空气一起高温焚烧，高温焚烧尾气通过换热器加热渗滤液后从塔顶排出。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤A的高温燃气温度为800℃-1300℃。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤B的中温混气温度为400-700℃。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤C的低温混气温度为100-150℃。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤D的高温焚烧温度为800-1300℃。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，渗滤液喷入初级蒸发室和次级蒸发室的方式为喷淋、压力雾化或气动雾化。
9.根据权利要求3所述的方法，其中，通过调节填埋气、助燃空气、渗滤液的流量实现蒸发量负荷的改变。
说明书
一种填埋气燃烧泡床及蒸发处理渗滤液的方法
技术领域
本发明属于可再生能源、节能和环境保护技术领域，具体地涉及一种填埋气(或沼气)燃烧泡床。
本发明还涉及利用上述燃烧泡床蒸发渗滤液进行无害化处理的方法。
背景技术
垃圾填埋产生大量的渗滤液，渗滤液中含有大量的氨氮、有机物以及其他杂质，其杂质大多属于有毒有害物质。相对于普通城市污水，其杂质中的氨氮、有机物的浓度尤其高。高浓度的氨氮是渗滤液的特征。根据填埋场的填埋方式、垃圾成分的不同，渗滤液氨氮浓度一般从上百至几千mg/L不等，氨氮含量一般占总氮的80%-90%。且随着填埋时间的增加，垃圾成分中的有机氮转化成了无机氮，使得形成的渗滤液的氨氮浓度升高。渗滤液中含有的微量有机物有苯、甲苯、乙苯、二甲苯，还有卤代烃、邻苯二甲酸盐类、醇类、酚类、酯类、醚类、酮类、醛类、酰胺类等化合物，一般几至几十mg/L，比较容易通过挥发进入大气中或者蒸发出来。渗滤液中的主要有机物是低分子量(主要组分分子量<500)的挥发性脂肪酸(VFA)、中高分子量(主要组分分子量在500-100000之间)的腐植酸，腐植酸是渗滤液难于脱色和生化处理的主要有机污染物质，一般上百至几千mg/L。有机物的含量也受填埋时间的影响，一般中、老年期渗滤液中的腐植酸物质可占DOC(溶解性有机碳)的30-60%，而挥发性脂肪酸随着时间逐年趋于减少。因此，渗滤液不能直接排入城市污水管网，必须先采取技术措施进行处理。
垃圾填埋场同时产生大量的填埋气，填埋气中的主要成分甲烷是一种强温室效应气体，若任其无序排放，不仅污染环境，造成严重的温室效应，还很容易发生着火和爆炸事故，是重大的安全隐患，必须进行无害化处理。在里约热内卢世界环发大会和京都会议上，各国都作了限制温室气体排放的国际承诺。我国颁布的“城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准”已明确规定要对填埋气进行消纳和利用。所以填埋气必须予以消纳和利用，实现无害化。
随着我国城市化进程的加快，填埋场越来越多，所产生的渗滤液和填埋气的总量也越来越大，填埋气的利用和渗滤液的处理成了一个越来越需要正视的、需要解决的迫切问题
渗滤液的处理方法一般有生物方法或者物化方法。一方面，由于高浓度的氨氮对生物处理系统有抑制作用;另一方面，即使在填埋初期渗滤液的可生化性较好，但是很难将垃圾渗滤液处理到二级标准(GB16889-1997)以上，通常渗滤液中的COD中将有几百mg/L以上不易处理。同时腐植酸可生化处理本来就难，随着填埋时间的增加，可生化处理的有机污染物质在垃圾场自然生化体系中已被降解，残留的高分子有机物进入渗滤液中，其可生化处理性更低，在填埋后期，可生化处理性很差，BOD/COD值可小于0.3，C/N值严重失调，渗滤液中的腐殖酸红和腐殖酸黄难于处理。生物法或物化法处理渗滤液时，不仅对渗滤液的性质很敏感，而且制造成本和运行成本高、能耗大，因此有很大的局限性、难以推广。
蒸发一般是指在一定的温度和压力下，把溶液混合物中的相对易挥发性组分分离出去的过程。在对渗滤液运用蒸发进行处理时，对渗滤液在一定压力下加热到水能蒸发的温度，由于重金属、无机物以及渗滤液中的大部分有机物(特别是大分子有机物)的挥发性比水弱，会残存在蒸发了大部分水的浓缩液中，而挥发性有机酸、部分挥发性小分子烃、氨等污染物会进入蒸汽最后冷凝下来。
蒸发法对于前文所述的渗滤液的很多因素不敏感，比如渗滤液可生化处性、氨氮含量、C/N比、CODcr含量、BOD含量，以及是否水质波动大、是否老龄渗滤液等等，都可以对其进行处理。这说明，蒸发法可以是一种适用性和灵活性比较强的处理渗滤液的方法。
如果利用一部分填埋场副产的填埋气燃烧释放的热量来使得渗滤液蒸发，则不需要配置专门的蒸汽锅炉，也不会有其他生化、物化处理方法投资大、运行成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种填埋气燃烧泡床。
本发明的又一目的在于提供一种利用上述填埋气燃烧泡床蒸发处理渗滤液的方法。
为实现上述目的，本发明提供的填埋气燃烧泡床，其主要结构为：
泡床的下部设有初级蒸发室，该初级蒸发室中设有初级渗滤液喷嘴;
初级蒸发室的底部设有燃烧器，燃烧器的燃烧口位于初级蒸发室内，该燃烧器分别设有蒸发助燃空气进口和填埋气进口;
泡床的上部设有次级蒸发室，该次级蒸发室中设有次级渗滤液喷嘴;
初级蒸发室的顶部设有布风板，布风板上固定有若干风帽，布风板上有床料层;
泡床的顶部通过除尘器连接至火炬塔中的火炬燃烧器;
该火炬燃烧器分别设有火炬填埋气进口和火炬助燃空气进口;
火炬燃烧器的上方设有换热器，该换热器的一端连接初级渗滤液喷嘴和次级渗滤液喷嘴，换热器的另一端为渗滤液进口;火炬塔的顶部为排气口。
所述的填埋气燃烧泡床中，次级蒸发室中的床料层为石英砂、刚玉砂、三氧化二铝小球中的一种或混合物。
本发明提供的利用上述填埋气燃烧泡床蒸发处理渗滤液的方法，主要步骤为：
A)将填埋气(或沼气)、蒸发助燃空气引入燃烧器，燃烧后产生高温燃气;
B)高温燃气在初级蒸发室中蒸发喷入的初级渗滤液并形成中温混气;
C)中温混气经过风帽进入次级蒸发室，在次级危险性室内与喷入的次级渗滤液进行传热传质过程，使次级渗滤液被蒸发，并形成了低温混气;
D)低温混气经过除尘器后进入火炬燃烧器，与火炬填埋气、助燃空气一起高温焚烧，高温焚烧尾气通过换热器加热渗滤液后从塔顶排出。
所述的方法中，步骤A的高温燃气温度为800℃-1300℃。
所述的方法中，步骤B的中温混气温度为400-700℃。
所述的方法中，步骤C的低温混气温度为100-150℃。
所述的方法中，步骤D的高温焚烧温度为800-1300℃。
所述的方法中，渗滤液喷入初级蒸发室和次级蒸发室的方式为喷淋、压力雾化或气动雾化。
所述的方法中，通过调节填埋气、助燃空气、渗滤液的流量实现蒸发量负荷的改变。
本发明对渗滤液进行节能减量排放处理，能做到无二次浓缩液排放，无液态残渣产生，尾气排放达标。本发明可应用于垃圾填埋场和垃圾焚烧厂的渗滤液(特别是高浓度渗滤液)蒸发处理，也可用于其他行业有害废液(特别是高浓度废液)的蒸发处理。
