垃圾渗滤液超浓母液真空低温蒸发系统设计

1、垃圾渗滤液超浓母液真空低温蒸发系统设计摘要：随着经济技术的发展和城市规模不断扩大，传统的城市生活垃圾渗邑液处 理已无法满足新形势下的环保要求。根据城市生活垃圾处理无害化、减量化 和资源化的 基本原则，“零排放”是解决城市垃圾渗滤液的最佳方法。然而垃圾 渗滤液是一种成分 复杂的高浓度有机废水，此水特点：具有高COD、高氨氮、高 金属含量、微生物营养 元素比例失调、水质复杂、具有强烈恶臭、危害性大的特点。处理起来特别复杂。经过 多道工序最终超浓母液仍然无法处理。现提出一种真空低温蒸发处理技术解决超浓母 液。彻底解决垃圾渗滤液零排放的问题。01 垃圾渗滤液形成原因与危害随着我国经济的快速发展、城市的

2、急剧扩张和人民生活水平的不断提高，城 市垃 圾数量逐年增加，U前，国内城市垃圾的主要处理为卫生填埋法，我国超过90%以上的 城市垃圾是用填埋法处理的。在城市垃圾填埋过程中山于压实和微生 物的分解作用以 及厌氧发酵等多种代谢作用，垃圾所含的污染物将随水分溶出， 并与降水、径流等一起 形成高浓度有机废液，即垃圾渗滤液，渗滤液是垃圾填埋 过程中产生的二次污染，可使 地面水体缺氧、水质恶化、富营养化，威胁饮用水和丄农业用水水源，使地下水丧失利 用价值；经济有效处理垃圾渗滤液，是城市 环境中亟待解决的难题。国内从 2003 年到 2020 年垃圾渗液的产量见表 lo表1#?表1#?15?Ss：02垃圾渗

3、滤液目前处理的方法LI前国内处理垃圾渗滤液主要方法包括生物法和物理化学法。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。生物法适合水质 稳定的现场。一般 新的垃圾填埋场适合生物法处理。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子 交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法。物化法不易受水质水量变动的影响，出 水水质稳定。尤其对B0D5/C0D比值较低(0. 07-0. 20)难以生物降解的垃圾渗滤液有 较好的处理效果，

4、一般老龄化的垃圾填埋场渗滤液多采用以物化法 为主的处理技术，现 阶段垃圾渗滤液物化处理技术以膜过滤和蒸发技术为主，采 用膜法为主的渗滤液处理 技术运行过程中会产量大量的膜后浓缩液(一般占进液 总量的 30-50 之间)，因此该 技术在垃圾渗滤液治理上的应用逐渐受到限制。蒸 发处理技术因其可以实现垃圾渗滤 液的全量化处理，所以其逐渐被用户接受和认 可，并有发展成主流处理工艺技术的趋 势，发展前景广泛。但无论采用什么形式的蒸发系统，运行过程中都会产生一定量的超浓浓缩 液，山 于这部分超浓母液含盐量高(一般TDS含量大于30%)、有机污染物质浓度高，氨氮 浓度高以及其他各类污染物质浓度均比较高，处理

5、及其困难，这个问 题一直是制约垃圾 渗滤液全量化处理的重要因素。部分项訂采取将超浓母液回灌 质垃圾填埋区的方式进 行处理，但是回灌会带来新的问题(1) 大气污染。超浓 母液回灌处理不当会造成恶臭 气体挥发，从而导致周圉大气环境质量下降，造成 二次污染；(2) 高盐、高浓母液回 灌会严重破坏垃圾堆体生化系统，导致堆体 逐渐失去生物降解功能，对垃圾填埋场安全 稳定运行带来不可估量的恶劣影响；(3) 出水水质恶化。由于垃圾填埋堆体失去了原本的生化降解功能，逐渐导致堆体产 生的垃圾渗滤液中有机物浓度和含盐量等污染物浓度大幅度上升，造成垃 圾填埋场渗 滤液处理系统运行困难。03 超浓母液处理办法与技术研

6、究超浓浓缩液是一种高盐、高C0D、高氨氮复杂的废水(如下表2)，此种废水是垃 圾渗滤液多步物化法和生物法提浓得到的，已经难以再继续处理下去了， 本文将针对此种超浓浓缩液提出处理技术和研发方向，彻底解决垃圾渗滤液处理 问题。列举国内儿个 经典垃圾填埋场中的超浓浓缩液指标见表 2。CODQU虱亂IBS含固率訥北534003003031600054.53%6-人0025050403000 10.32%556803193042200038.434河南1053504482029600038.10ft1693015932500049.89%通过观察表2数据，发现超浓浓缩液中含有大量的盐、有机物等污染物质，

7、 仅能通过稳定化固化或者继续蒸发的处理办法达到处理LI的。稳定化固化是通过 搅拌的方 式向母液中加入大量的固化剂、稳定剂、螯合剂等成分，搅拌后混合后 进行长时间的 氧化以使其达到稳定化固化的 LI 的，但是该方法需要投加的固化 剂、稳定剂和螯合剂 较多，终端产物增容比较大（一般高达1.5以上），运行成 本较高，装备水平差，工 作环境恶劣，因此不适合推广使用。而我司设计研发的 真空低温蒸发系统具有装备水 平高，自动化程度高，运行过程中不需要投加其他 成分，终端固体产品含水率低等优 点。下图（图1）为超浓浓缩液处理工艺，该工艺由预热设备、固化设备和负压系统三 部分组成。超浓浓缩液经山预热系统流入固

8、化设备，浓缩液在固化设备内 完成固液分离 （液体以二次蒸汽形式逃逸固化设备，固体留在设备中），二次蒸 汽经过换热冷凝成水 储存在水罐中。真空泵维持系统负压。3.1 预热设备 超浓浓缩液经过预热设备与固化设备内的生蒸汽冷凝水进行热交换，使系统 更加 节省能源。固化设备 固化设备是我公司自主研发的一种高效干燥热备。它能很好的解决能很粘 黏、堵管等问题。超浓浓缩液经过真空低温蒸发系统处理后得到的固化产物含水 率可达5- 25%,符合城市垃圾填埋场填埋要求。负压系统 负压系统山板片式换热器和真空泵组成，固化设备产生的二次蒸汽经过板片 换热 器进行换热，冷凝成液体。最终流到水罐中，真空泵维持系统负压。国

9、1从表2可以看出，超浓浓缩液中有约60%左右的水。根据盐的沸点比水沸点高的 特性，选用不同温度对超浓浓缩液进行蒸发：85C. 75C、65C55C。因为压力与温 度度是一一对应的，在控制系统中控制压力远远要比控制温度方便。所以我们选出对 应压力-0.043MP&、-0. 062MPa、-0. 076MPa, -0. 085MPa在此时实 验中我们通过控 制阀门进行实验，得到以下数据：各:玛萸下云禺度下发出txxjoXil弋兀 rAoa!C99MMBusew:nflUI4&wnoIS NF*- 9圉3从上面的数据可以看出，随着蒸发温度降低，曲线都成下降趋势，尤其是在 7583 摄氏度之间下降较为明显。后期温度下降至最低点。经过计算，在温度为 85C（对应压力-0.043MP&）蒸发时，湖北、安徽等地COD、氨氮、盐分去除率 在都在约 90%左右，而在35C （对应压力-0. 083MPa）蒸发时去除率COD去除率 基本在99% 左右，氨氮去除