申请日2017.08.16
公开(公告)日2017.12.15
IPC分类号C02F1/16; C02F1/12; B01D53/56; B01D53/14; B01D50/00; C02F103/06
摘要
本发明提供了一种基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低系统与方法，所述系统包括浓缩塔、二级蒸发装置，浓缩塔用于对所述渗滤液与来自焚烧炉的热烟气进行热交换，渗滤液浓缩减量，完成一级蒸发;所述二级蒸发装置用于对一级蒸发后的浓缩渗滤液进行完全蒸干，完成二级蒸发，实现渗滤液的零排放;同时，所述浓缩塔还用于对降温后的烟气进行洗涤，实现协同超低排放。发明实现了垃圾渗滤液的零排放，解决了蒸干盐危废单独处理问题，同时可实现烟气等污染物的超低排放;利用浓缩塔水洗段对高价氮氧化物、粉尘、二恶英等的深度脱除，实现协同超低排放;同时，整个系统无膜浓缩组件，投资费用低，运行费用低，运行稳定。
权利要求书
1.一种基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低系统，其特征在于，所述系统包括：浓缩塔、二级蒸发装置;其中，
所述浓缩塔用于对所述渗滤液与来自焚烧炉的热烟气进行热交换，渗滤液浓缩减量，完成一级蒸发;
所述二级蒸发装置用于对一级蒸发后的浓缩渗滤液进行完全蒸干，完成二级蒸发，实现渗滤液的零排放;
所述浓缩塔还用于对降温后的烟气进行洗涤，实现协同超低排放。
2.根据权利要求1所述的渗滤液零排放协同超低系统，其特征在于，所述二级蒸发装置为蒸发炉，所述蒸发炉用于通过喷射蒸发的方式实现浓缩渗滤液完全蒸干。
3.根据权利要求2所述的渗滤液零排放协同超低系统，其特征在于，所述系统还包括：焚烧炉、脱酸塔、除尘器;其中，
所述焚烧炉用于焚烧垃圾完成发电;
所述脱酸塔用于对焚烧炉焚烧垃圾后的烟气进行脱硫、脱酸、气相化学固化和干燥;
所述除尘器位于脱酸塔之后，用于对焚烧炉焚烧垃圾后的烟气过滤粉尘、脱除有害气体;
所述蒸发炉位于焚烧炉与脱酸塔之间或脱酸塔与除尘器之间，利用焚烧炉烟气余热对浓缩液进行喷射蒸发，完成二级蒸发。
4.根据权利要求1所述的渗滤液 零排放协同超低系统，其特征在于，所述系统还包括焚烧炉、脱酸塔、除尘器;其中，
所述焚烧炉用于焚烧垃圾完成发电;
所述脱酸塔用于对焚烧炉焚烧垃圾后的烟气进行脱硫、脱酸、气相化学固化和干燥;
所述除尘器位于脱酸塔之后，用于对焚烧炉焚烧垃圾后的烟气过滤粉尘、脱除有害气体;
所述二级蒸发装置为焚烧炉，焚烧炉还用于将所述浓缩塔产生的浓缩渗滤液直接向焚烧炉炉膛内炉排上方进行喷射，利用焚烧炉内热烟气实现浓水的完全蒸干。
5.根据权利要求2至4任一项所述的渗滤液零排放协同超低系统，其特征在于，所述系统还包括：浓缩渗滤液储存箱、计量分配装置;其中，
所述浓缩渗滤液储存箱与浓缩塔相连，用于储存一级蒸发完成后的浓缩渗滤液;
所述计量分配装置位于浓缩渗滤液储存箱与二级蒸发装置之间，用于根据焚烧炉烟气余热量实时计算可完全蒸干的浓缩渗滤液，并将相应量的浓缩渗滤液喷射至二级蒸发装置。
6.根据权利要求5所述的渗滤液零排放协同超低系统，其特征在于，所述系统还包括：臭氧脱硝处理器、渗滤液预处理子系统;其中，
所述臭氧脱硝处理器与浓缩塔相连，用于将进入浓缩塔之前的烟气中的NO氧化成高价态的氮氧化物;
所述渗滤液预处理子系统与浓缩塔相连，用于对进入浓缩塔之前的渗滤液进行预处理。
7.根据权利要求6所述的渗滤液零排放协同超低系统，其特征在于，所述系统还包括：一级换热器、二级换热器;其中，
所述一级换热器与所述除尘器相连，用于与二级换热器所置换的冷源进行热交换，降低烟气温度;
所述臭氧脱硝处理器连接在一级换热器之后;
所述二级换热器与浓缩塔相连，用于将降温后的烟气与一级换热器所置换的热源进行热交换，并将升温后的烟气引入烟囱排出。
8.一种基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1所述的垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低系统实施，具体包括如下步骤：
在浓缩塔中对所述渗滤液与焚烧发电后的热烟气进行热交换，渗滤液浓缩减量，完成一级蒸发;同时对降温后的烟气进行洗涤，实现协同超低排放;
在二级蒸发装置中对一级蒸发后的浓缩渗滤液进行完全蒸干，完成二级蒸发，实现渗滤液的零排放。
9.根据权利要求8所述的基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低方法，其特征在于，所述二级蒸发装置为蒸发炉或焚烧炉，所述在二级蒸发装置中对一级蒸发后的浓缩渗滤液进行完全蒸干完成二级蒸发，具体包括：
当二级蒸发装置为蒸发炉时：
蒸发炉位于焚烧炉与脱酸塔之间或脱酸塔与除尘器之间，利用焚烧炉烟气余热对浓缩液进行喷射蒸发，完成二级蒸发;
当二级蒸发装置为焚烧炉时：
在焚烧炉中焚烧垃圾完成发电;所述浓缩塔产生的浓缩渗滤液直接向焚烧炉炉膛内炉排上方进行喷射，利用焚烧炉内热烟气实现浓水的完全蒸干。
10.根据权利要求8所述的基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低方法，其特征在于，所述方法还包括：
在浓缩渗滤液储存箱中储存一级蒸发完成后的浓缩渗滤液;
计量分配装置根据焚烧炉烟气余热量实时计算可完全蒸干的浓缩渗滤液，并将相应量的浓缩渗滤液喷射至二级蒸发装置;
一级换热器与除尘器相连，与二级换热器所置换的冷源进行热交换，降低烟气温度;
臭氧脱硝处理器连接在一级换热器之后，将进入浓缩塔之前的烟气中的NO氧化成高价态的氮氧化物;
渗滤液预处理子系统对进入浓缩塔之前的渗滤液进行预处理;
二级换热器与浓缩塔相连，将降温后的烟气与一级换热器所置换的热源进行热交换，并将升温后的烟气引入烟囱排出。
说明书
一种基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低系统与方法
技术领域
本发明属于节能减排、垃圾处理技术领域，具体涉及一种基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低系统与方法。
背景技术
随着我国城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提高，我国城市生活垃圾的产量在急剧增加。据中国城市环境卫生协会的统计数据，全国城市生活垃圾每年超过1.5亿吨，并以每年8%—10%的速度递增。目前全国城市生活垃圾累积存量已达70亿吨。全国已有2/3的大中城市陷入垃圾包围中。
垃圾渗滤液，是指垃圾在堆放和处置过程中由于雨水的淋洗、冲刷，以及地表水和地下水的浸泡，通过萃取、水解和发酵而产生的二次污染物，主要来源于垃圾本身的内含水、垃圾生化反应产生的水和大气降水，包括垃圾填埋场渗滤液、垃圾焚烧厂渗滤液、垃圾综合处理场渗滤液和垃圾中转站渗滤液。由于渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，若不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染。以保护环境为目的，对渗滤液进行处理是必不可少的。
目前，我国垃圾渗滤液采用的处理方法包括物化处理和生化处理。
物化处理主要有化学混凝沉淀、湿式氧化、电解氧化、膜渗析分离、活性炭吸附、化学还原、离子交换、蒸干法等多种方法，一般作为垃圾渗滤液处理中的预处理和深度处理。在COD为2000～4000mg/L时，物化方法的COD去除率可达50%～87%。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BOD5/COD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，不适于大量垃圾渗滤液的处理。
生化处理分为好氧生物处理、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等。生化处理经济，能有效降低污染物浓度，是一种必不可少的主体处理方法，但传统的常规生化处理一般无法达标，需要和其他工艺有机结合。例如，在实际中，因填埋时间存在先后的差别，使得“新”和“老”的垃圾渗滤液并存，而垃圾渗滤液的组成成分是随时间而发生变化的。因此，为了满足渗滤液处理效果在垃圾填埋场的使用期间和封场后一直能够满足环境的要求，需采用生化处理和物化处理相组合的处理工艺。
目前我国垃圾处理方式以填埋和焚烧为主，因此垃圾渗滤液的处理场所主要为垃圾填埋场和垃圾焚烧发电厂。
填埋场渗滤液是世界上公认的污染威胁大、性质复杂、难于处理的高浓度有机废水，从填埋场的运行到封场后管理,都需要对渗滤液的产生进行有效控制，对排出的渗滤液进行妥善处理。
由于我国目前垃圾分类尚不完善，垃圾焚烧发电厂产生的渗滤液则主要来自于新鲜垃圾在垃圾储坑中发酵熟化时沥出的水分。我国垃圾焚烧发电厂产生的渗滤液一般占垃圾焚烧量的25%-35%(重量比)，部分地区超过35%以上。由于渗滤液的重污染性，垃圾焚烧发电厂一般要实现垃圾渗滤液零排放。目前垃圾渗滤液零排放多以“厌氧+MBR+NF+RO+蒸发器”为主的工艺路线。但是，这一工艺路线能耗高，所需设备复杂，因此带来高的运行成本;渗滤液蒸发系统对pH值较敏感;蒸发器产生的大量蒸干盐属于危废，难以处理。同时，垃圾焚烧炉系统若设置成本较高的低温SCR去除氮氧化物，因催化还原反应的最佳温度为200～250℃，须增加烟气再热系统来对烟气进行加热，又增加了系统阻力，不利于节能减排。
发明内容
本发明要解决的技术问题是实现垃圾渗滤液零排放处理，提高排放效率，简化工艺，同时降低成本;在此基础上，不仅实现垃圾焚烧发电厂的渗滤液零排放，同时实现协同超低排放，有效处理焚烧过程产生的烟气、粉尘。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低系统，所述系统包括：浓缩塔、二级蒸发装置;其中，
所述浓缩塔用于对所述渗滤液与来自焚烧炉的热烟气进行热交换，渗滤液浓缩减量，完成一级蒸发;
所述二级蒸发装置用于对一级蒸发后的浓缩渗滤液进行完全蒸干，完成二级蒸发，实现渗滤液的零排放;
所述浓缩塔还用于对降温后的烟气进行洗涤，实现协同超低排放。
上述方案中，所述二级蒸发装置为蒸发炉，所述蒸发炉用于通过喷射蒸发的方式实现浓缩渗滤液完全蒸干。
上述方案中，所述系统还包括：焚烧炉、脱酸塔、除尘器;其中，
所述焚烧炉用于焚烧垃圾完成发电;
所述脱酸塔用于对焚烧炉焚烧垃圾后的烟气进行脱硫、脱酸、气相化学固化和干燥;
所述除尘器位于脱酸塔之后，用于对焚烧炉焚烧垃圾后的烟气过滤粉尘、脱除有害气体;
所述蒸发炉位于焚烧炉与脱酸塔之间或脱酸塔与除尘器之间，利用焚烧炉烟气余热对浓缩液进行喷射蒸发，完成二级蒸发。
上述方案中，所述系统还包括焚烧炉、脱酸塔、除尘器;其中，
所述焚烧炉用于焚烧垃圾完成发电;
所述脱酸塔用于对焚烧炉焚烧垃圾后的烟气进行脱硫、脱酸、气相化学固化和干燥;
所述除尘器位于脱酸塔之后，用于对焚烧炉焚烧垃圾后的烟气过滤粉尘、脱除有害气体;
所述二级蒸发装置为焚烧炉，焚烧炉还用于将所述浓缩塔产生的浓缩渗滤液直接向焚烧炉炉膛内炉排上方进行喷射，利用焚烧炉内热烟气实现浓水的完全蒸干。
上述方案中，所述系统还包括：浓缩渗滤液储存箱、计量分配装置;其中，
所述浓缩渗滤液储存箱与浓缩塔相连，用于储存一级蒸发完成后的浓缩渗滤液;
所述计量分配装置位于浓缩渗滤液储存箱与二级蒸发装置之间，用于根据焚烧炉烟气余热量实时计算可完全蒸干的浓缩渗滤液，并将相应量的浓缩渗滤液喷射至二级蒸发装置。
上述方案中，所述系统还包括：臭氧脱硝处理器、渗滤液预处理子系统;其中，
所述臭氧脱硝处理器与浓缩塔相连，用于将进入浓缩塔之前的烟气中的NO氧化成高价态的氮氧化物;
所述渗滤液预处理子系统与浓缩塔相连，用于对进入浓缩塔之前的渗滤液进行预处理。
上述方案中，所述系统还包括：一级换热器、二级换热器;其中，
所述一级换热器与所述除尘器相连，用于与二级换热器所置换的冷源进行热交换，降低烟气温度;
所述臭氧脱硝处理器连接在一级换热器之后;
所述二级换热器与浓缩塔相连，用于将降温后的烟气与一级换热器所置换的热源进行热交换，并将升温后的烟气引入烟囱排出。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低方法，所述方法基于权利要求1所述的垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低系统实施，具体包括如下步骤：
在浓缩塔中对所述渗滤液与焚烧发电后的热烟气进行热交换，渗滤液浓缩减量，完成一级蒸发;同时对降温后的烟气进行洗涤，实现协同超低排放;
在二级蒸发装置中对一级蒸发后的浓缩渗滤液进行完全蒸干，完成二级蒸发，实现渗滤液的零排放。
上述方案中，所述二级蒸发装置为蒸发炉或焚烧炉，所述在二级蒸发装置中对一级蒸发后的浓缩渗滤液进行完全蒸干完成二级蒸发，具体包括：
当二级蒸发装置为蒸发炉时：
蒸发炉位于焚烧炉与脱酸塔之间或脱酸塔与除尘器之间，利用焚烧炉烟气余热对浓缩液进行喷射蒸发，完成二级蒸发;
当二级蒸发装置为焚烧炉时：
在焚烧炉中焚烧垃圾完成发电;所述浓缩塔产生的浓缩渗滤液直接向焚烧炉炉膛内炉排上方进行喷射，利用焚烧炉内热烟气实现浓水的完全蒸干;
上述方案中，所述方法还包括：
在浓缩渗滤液储存箱中储存一级蒸发完成后的浓缩渗滤液;
计量分配装置根据焚烧炉烟气余热量实时计算可完全蒸干的浓缩渗滤液，并将相应量的浓缩渗滤液喷射至二级蒸发装置;
一级换热器与除尘器相连，与二级换热器所置换的冷源进行热交换，降低烟气温度;
臭氧脱硝处理器连接在一级换热器之后，将进入浓缩塔之前的烟气中的NO氧化成高价态的氮氧化物;
渗滤液预处理子系统对进入浓缩塔之前的渗滤液进行预处理;
二级换热器与浓缩塔相连，将降温后的烟气与一级换热器所置换的热源进行热交换，并将升温后的烟气引入烟囱排出。
本发明具有如下有益效果：
本发明的基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低系统与方法，实现了垃圾处理过程中垃圾渗滤液的零排放，同时，除了可以实现垃圾焚烧发电过程中垃圾渗滤液的零排放，同时可以实现烟气等污染物的超低排放;蒸干盐随烟气系统进入除尘器被收集，解决了蒸干盐危废单独处理问题。通过设置臭氧脱硝装置，完成深度脱硝，通过浓缩塔进行浓缩减量，利用水洗对高价氮氧化物、粉尘、二恶英的深度脱除，达到协同超低排放的要求，实现环保、节能、减排。同时，整个系统无膜浓缩组件，投资费用低，运行费用低，运行稳定。
