專利名稱：一種垃圾滲濾液中污染物的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種垃圾滲濾液的處理方法。
背景技術(shù)：
垃圾滲濾液的污染物濃度高，成分復(fù)雜，可生化性差，環(huán)境危害能力超過城市污水 100-200倍，被喻為環(huán)境第一殺手。如果滲濾液不能有效處理，會嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境及水資 源，危害社會公共衛(wèi)生安全。在垃圾滲濾液處理領(lǐng)域，一直延續(xù)著采用“物理處理/化學(xué)處理/生物處理/反滲 透膜”等各種污水處理手段來處理垃圾滲濾液，這會產(chǎn)生大量無法處置的高濃度濃縮液，其 結(jié)果只是造成污染在空間和時間上的轉(zhuǎn)移。也有對垃圾滲濾液采用有機(jī)固化劑固化的方法，這種方法產(chǎn)生的固化物會生物降 解再次液化而污染環(huán)境現(xiàn)有采用蒸發(fā)方法得到的垃圾滲透濾液濃縮液，或者是工藝成本較高，或者因達(dá) 不到一定的濃度而加大了后續(xù)存封固化或焚燒的成本，如果對濃縮液進(jìn)行垃圾填埋場回 灌，會造成無機(jī)鹽濃度的循環(huán)積累，造成蒸發(fā)的沸點(diǎn)上升，單位能耗不斷增加，處理能力不 斷下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高效節(jié)能、運(yùn)營成本低、分離出的污染物易 于封存、不會形成二次污染、可實(shí)現(xiàn)污染物零排放的垃圾滲濾液中污染物的分離方法。解決上述問題的技術(shù)方案是，本發(fā)明方法包含下述內(nèi)容1-1、預(yù)熱首先對垃圾滲濾液原液進(jìn)行預(yù)熱，然后進(jìn)行相變分離；1-2、相變分離對循環(huán)的垃圾滲濾液加熱，使其中的液態(tài)水不斷轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，從而 將垃圾滲濾液分離成水蒸氣和污染物濃度增高的殘留液；1-3、潛熱回收收集已轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的水蒸氣，通過加壓提高其冷凝溫度，使其在較 高溫度下冷凝，釋放出汽化潛熱，利用該潛熱對1-2部分所述進(jìn)行相變分離的垃圾滲濾液 加熱；1-4、顯熱回收將釋放出氣化潛熱后的凝結(jié)水對1-1部分所述的垃圾滲濾液原液 進(jìn)行預(yù)熱，再將釋放了顯熱的凝結(jié)水排出；1-5、循環(huán)通過動力循環(huán)裝置使垃圾滲濾液反復(fù)循環(huán)地進(jìn)行第1-2部分所述的相 變分離不斷使相變分離出的液體返回進(jìn)行再次進(jìn)行相變分離，同時不斷對相變分離出的 蒸汽進(jìn)行1-3部分所述的潛熱回收和1-4部分所述的顯熱回收，從而使垃圾滲濾液殘留液 中的水份越來越少，直至殘留液中污染物的含量達(dá)到一定的濃度；1-6、將第1-5部分所述的達(dá)到一定濃度的垃圾滲濾液殘留液導(dǎo)出，并進(jìn)行封存處理。所述對達(dá)到一定濃度的垃圾滲濾液殘留液的封存方法是用固化劑對殘留液實(shí)行固化；所述的固化劑是含有生石灰和/或水泥的無機(jī)固化劑；所述的封存方法還可以是將殘留液保存入密封的池或桶內(nèi)；所述的封存方法還可以是將殘留液與空氣接觸，使?jié)B浙液中的水份進(jìn)一步揮發(fā)汽 化出去，直至產(chǎn)生出固態(tài)析出物和沉淀物，再將其保存入密封的池或桶內(nèi)，或用無機(jī)固化劑 進(jìn)行固化。本發(fā)明使垃圾滲濾液中分離出來的污染物濃度更高，體積更小，從而能夠?qū)ζ鋵?shí) 現(xiàn)經(jīng)濟(jì)地全部封存處置，不會再次進(jìn)入滲濾液循環(huán)中，實(shí)現(xiàn)污染物的零排放；同時本發(fā)明方 法實(shí)現(xiàn)了潛熱和顯熱的全部回收和循環(huán)利用，大幅度降低運(yùn)行成本，具有高效節(jié)能降耗的 優(yōu)點(diǎn)。


圖1、本發(fā)明工藝過程流程2、實(shí)施本發(fā)明方法實(shí)施例1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3、實(shí)施本發(fā)明方法實(shí)施例2的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本例垃圾滲濾液中污染物的分離方法所述用的系統(tǒng)裝置是設(shè)有帶流量定量和調(diào)節(jié)控制裝置的輸入液泵2，其輸入通道接有流量計(jì)量顯示裝 置1，其輸出端與預(yù)熱熱交換裝置3的吸熱通道輸入端連接，該吸熱通道輸出端與相變熱交 換裝置4吸熱通道輸入端連接，相變熱交換裝置吸熱通道輸出端與氣液分離裝置5連接，氣 液分離裝置5的氣體輸出端通過水蒸汽壓縮機(jī)6與相變熱交換裝置4的加熱通道輸入端連 接，相變熱交換裝置4的加熱通道輸出端與預(yù)熱熱交換裝置3的加熱側(cè)通道輸入端連接，預(yù) 熱熱交換裝置3加熱通道輸出端為凝結(jié)水輸出端；氣液分離裝置5的液體輸出端與循環(huán)液 泵7連接，循環(huán)液泵7輸出端與相變熱交換裝置4的吸熱通道輸入端連接，同時通過導(dǎo)出液 泵8與固化裝置10連接，導(dǎo)出液泵8輸出通道上設(shè)有流量計(jì)量顯示裝置9。本例的相變熱交換器和預(yù)熱熱交換器是板式蒸發(fā)器，通過熱量傳遞壁將吸熱通道 與加熱通道隔開。所述的固化裝置是具有攪拌混合功能的設(shè)備。用上述系統(tǒng)裝置實(shí)施本發(fā)明方法的過程是2-1、用輸入液泵2將垃圾滲濾液原液按照設(shè)定的處理流量穩(wěn)定地輸入到預(yù)熱熱 交換裝置3的吸熱通道進(jìn)行預(yù)熱；并用輸入液泵2的控制裝置進(jìn)行流量的定量和調(diào)節(jié)控 制；2-2、將預(yù)熱后的垃圾滲濾液輸送到相變熱交換器4吸熱通道輸入端，從熱量傳遞 壁上部流到下部進(jìn)行相變加熱，使?jié)B濾液中的水份產(chǎn)生相變，并通過氣液分離裝置5分離 出蒸汽和殘留液；2-3、將氣液分離裝置5輸出的蒸汽經(jīng)水蒸氣壓縮機(jī)6加壓后輸入到相變熱交換器 4加熱通道里，利用其在較高壓力和溫度下凝結(jié)成液體釋放的潛熱通過熱量傳遞壁對吸熱通道里的液體進(jìn)行加熱，使其發(fā)生相變；2-4、將相變熱交換器4加熱通道輸出的凝結(jié)水輸入到預(yù)熱熱交換器3的加熱通 道，對吸熱側(cè)的垃圾滲濾液原液進(jìn)行預(yù)熱，然后通過該加熱通道輸出端排出凝結(jié)水；2-5、將氣液分離裝置5輸出的垃圾滲濾液殘留液通過循環(huán)液泵7返回相變熱交換 器的吸熱通道，再次被加熱發(fā)生相變并通過氣液分離裝置分離成蒸汽和液體；2-6、通過循環(huán)液泵7使垃圾滲濾液反復(fù)在相變熱交換器和氣液分離裝置之間循 環(huán)，同時將分離出的蒸汽進(jìn)行潛熱回收和顯熱回收后成凝結(jié)水排出，從而使垃圾滲濾液殘 留液中的水份越來越少，直至污染物的含量達(dá)到是原液的10倍或10倍以上的設(shè)定濃度；2-7、通過的導(dǎo)出液泵8將達(dá)到設(shè)定濃度的垃圾滲濾液殘留液導(dǎo)出；并通過導(dǎo)出液 泵進(jìn)行導(dǎo)出流量的定量和調(diào)節(jié)控制；2-8、通過控制輸入垃圾滲濾原液與導(dǎo)出殘留液的流量比控制輸出殘留液所含污 染物的濃度。2-9、導(dǎo)出液泵8將殘留液輸送到固化攪拌裝置10里，加入含有生石灰和/或水泥 的無機(jī)固化劑后進(jìn)行攪拌混合后排出，待其完全固化，固化產(chǎn)物可用于垃圾填埋場內(nèi)的建 筑材料，如覆蓋物等。此外預(yù)熱熱交換器3和相變熱交換器4的加熱通道還設(shè)有輔助熱源，用于啟動升 溫和運(yùn)行時補(bǔ)充漏失的熱量，輔助熱源可以是高壓蒸汽或電熱熱源等。實(shí)施例2與實(shí)施例1不同的是本例的垃圾滲濾液殘留液被導(dǎo)出液泵8導(dǎo)出后，被輸送到后級蒸發(fā)器11的吸熱 通道進(jìn)行再處理(后級蒸發(fā)器由一級或多級蒸發(fā)器組成)，通過11的吸熱通道進(jìn)行再處理 (后級蒸發(fā)器由一級或多級蒸發(fā)器組成)，通過加熱側(cè)設(shè)置的熱源加熱，使其中的水份進(jìn)一 步蒸發(fā)，并通過氣液分離器12進(jìn)行氣液分離，將分離出的水蒸汽輸入到上游的水蒸氣通道 中，將分離出的殘留液通過后級導(dǎo)出液泵13導(dǎo)出進(jìn)行封存處理。上游的蒸汽通道可以是相變熱交換裝置4、或氣液分離裝置5、或水蒸汽壓縮機(jī)6、 或這些裝置之間連接管路的水蒸汽通道。所述的封存處理是將經(jīng)過上述處理的殘留液通過液泵噴淋到空氣中或填料表 面，使其與空氣充分接觸，使殘留液中的水份進(jìn)一步揮發(fā)汽化出去，并通過水泵加強(qiáng)殘留液 噴淋的循環(huán)過程，通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)化空氣流通來強(qiáng)化該過程；直至處理到產(chǎn)生出固態(tài)析出物和 沉淀物，再將最終的殘留液封存在容器中或者填埋場內(nèi)。本例采用的后級蒸發(fā)器11是具有防結(jié)垢功能的蒸發(fā)器，具體是一種刮板式蒸發(fā) 器，在進(jìn)行相變熱交換工作時，通過機(jī)械刮板的運(yùn)動防止熱量傳遞壁結(jié)垢。經(jīng)過前級的多次循環(huán)加熱相變和氣液分離后，殘留液污染物濃度可升高至8-10 倍，極端條件運(yùn)行時可達(dá)20倍，但殘留液中污染物濃度升高后，會使其沸點(diǎn)上升和易于結(jié) 垢，造成增壓泵耗能增加，處理能力下降，加大了潛熱回收成本和熱交換器的清洗成本，所 以其濃度不易過高，而濃度降低又會使殘留液導(dǎo)出量偏大，固化封存成本高，降低了使用價 值，所以本例在導(dǎo)出達(dá)到一定濃度的殘留液后，又用后級蒸發(fā)器對殘留液進(jìn)行進(jìn)一步的處 理，利用加熱側(cè)的優(yōu)質(zhì)熱源使其所含水分進(jìn)一步蒸發(fā)，提高殘留液的濃度，降低其后續(xù)固化 封存的成本，并將蒸發(fā)出的蒸汽輸入到上游的蒸汽通道里，進(jìn)行熱能的回收利用，降低運(yùn)行成本，同時又采用具有防垢功能的蒸發(fā)器解決結(jié)垢問題，總體上提高了本方法的使用價值。此外，本例還可以利用后級蒸發(fā)器11加熱側(cè)設(shè)置的優(yōu)質(zhì)熱源(如電加熱熱源)，將 后級蒸發(fā)器分離出的蒸汽作為前級相變熱交換器的輔助熱源，用于補(bǔ)充前級工作運(yùn)行中的 熱損失，同時還可用于啟動整個系統(tǒng)開始進(jìn)行連續(xù)的工作循環(huán)。本例輸入液泵2和導(dǎo)出液泵8采用的是無單向閥構(gòu)造的恒容積液泵，，水蒸氣壓縮 機(jī)6是恒容積壓縮機(jī)，因此輸入和輸出通道上不需設(shè)置流量計(jì)量顯示裝置。為了控制輸出殘留液中污染物的濃度，需要對垃圾滲濾原液的輸入流量與殘留液 的導(dǎo)出流量比進(jìn)行準(zhǔn)確控制，通常采用的離心泵，需要通過測量流量、改變轉(zhuǎn)速來控制流 量，這樣輸入液泵和導(dǎo)出液泵的通道上都需要串接流量計(jì)量顯示裝置，而且當(dāng)液泵前后壓 力變化時，易于出現(xiàn)流量波動，當(dāng)裝置內(nèi)呈負(fù)壓時還會出現(xiàn)失控現(xiàn)象，造成生產(chǎn)過程的不穩(wěn) 定。本例輸入液泵2和導(dǎo)出液泵8采用無單向閥構(gòu)造的恒容積液泵，可以不受裝置內(nèi) 外壓力變化干擾，裝置內(nèi)呈正壓或負(fù)壓時都不會失控，而且由于其能保持恒流量，所以不需 進(jìn)行流量測量，輸入、導(dǎo)出通道上也可以省去流量計(jì)量顯示裝置；而水蒸氣壓縮機(jī)6采用恒容積壓縮機(jī)，具有可免受裝置兩側(cè)壓力變化的干擾、不 需要設(shè)置測量儀表、處理能力穩(wěn)定、可控、安全，意外停機(jī)不會造成蒸汽倒灌事故等優(yōu)點(diǎn)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明 技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在于包含下述內(nèi)容 1-1、預(yù)熱首先對垃圾滲濾液原液進(jìn)行預(yù)熱，然后進(jìn)行相變分離；1-2、相變分離對循環(huán)的垃圾滲濾液加熱，使其中的液態(tài)水不斷轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，從而將垃 圾滲濾液分離成水蒸氣和污染物濃度增高的殘留液；1-3、潛熱回收收集已轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的水蒸氣，通過加壓提高其冷凝溫度，使其在較高溫 度下冷凝，釋放出汽化潛熱，利用該潛熱對1-2部分所述進(jìn)行相變分離的垃圾滲濾液加熱； 1-4、顯熱回收將釋放出氣化潛熱后的凝結(jié)水對1-1部分所述的垃圾滲濾液原液進(jìn)行 預(yù)熱，再將釋放了顯熱的凝結(jié)水排出；1-5、循環(huán)通過動力循環(huán)裝置使垃圾滲濾液反復(fù)循環(huán)地進(jìn)行第1-2部分所述的相變分 離不斷使相變分離出的液體返回進(jìn)行再次進(jìn)行相變分離，同時不斷對相變分離出的蒸汽 進(jìn)行1-3部分所述的潛熱回收和1-4部分所述的顯熱回收，從而使垃圾滲濾液殘留液中的 水份越來越少，直至殘留液中污染物的含量達(dá)到一定的濃度；1-6、將第1-5部分所述的達(dá)到一定濃度的垃圾滲濾液殘留液導(dǎo)出，并進(jìn)行封存處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在于，包含下述內(nèi)容2-1、用輸入液泵2將垃圾滲濾液原液按照設(shè)定的處理流量輸入到預(yù)熱熱交換裝置(3) 的吸熱通道進(jìn)行預(yù)熱；并通過輸入液泵( 進(jìn)行流量的定量和調(diào)節(jié)控制；2-2、將預(yù)熱后的垃圾滲濾液輸送到相變熱交換器(4)吸熱通道進(jìn)行加熱，使?jié)B濾液中 的水份產(chǎn)生相變，并通過氣液分離裝置(5)分離出蒸汽和殘留液；2-3、將氣液分離裝置( 輸出的蒸汽經(jīng)水蒸氣壓縮機(jī)(6)加壓輸入到相變熱交換器 (4)加熱通道里，利用其在較高壓力和溫度下凝結(jié)成液體釋放的潛熱通過熱量傳遞壁對吸 熱通道里的液體進(jìn)行加熱，使其發(fā)生相變；2-4、將相變熱交換器(4)加熱通道輸出的凝結(jié)水輸入到預(yù)熱熱交換器(3)的加熱通 道，對吸熱側(cè)的垃圾滲濾液原液進(jìn)行預(yù)熱，然后通過該加熱通道輸出端排出凝結(jié)水；2-5、將氣液分離裝置( 輸出的垃圾滲濾液殘留液通過循環(huán)液泵(7)返回相變熱交換 器的吸熱通道，再次被加熱發(fā)生相變并通過氣液分離裝置分離成蒸汽和液體；2-6、通過循環(huán)液泵(7)使垃圾滲濾液反復(fù)在相變熱交換器和氣液分離裝置之間循環(huán)， 使垃圾滲濾液殘留液中的水份越來越少，直至污染物的含量達(dá)到設(shè)定濃度；2-7、通過的導(dǎo)出液泵(8)將達(dá)到設(shè)定濃度的垃圾滲濾液殘留液導(dǎo)出，并通過導(dǎo)出液泵 進(jìn)行導(dǎo)出流量的定量和調(diào)節(jié)控制；2-8、通過控制輸入垃圾滲濾液與導(dǎo)出殘留液的流量比控制輸出殘留液所含污染物的 濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在于，對導(dǎo)出液泵 (8)導(dǎo)出的的垃圾滲濾液殘留液輸送到后級蒸發(fā)器(11)的吸熱通道進(jìn)行再處理，通過加 熱側(cè)設(shè)置的熱源加熱，使其中的水份進(jìn)一步蒸發(fā)，并通過氣液分離器(1 進(jìn)行氣液分離， 將分離出的水蒸汽輸入到上游的水蒸氣通道中，將分離出的殘留液通過后級導(dǎo)出液泵(13) 導(dǎo)出進(jìn)行封存處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在于所述的后級 蒸發(fā)器(11)是具有防結(jié)垢功能的蒸發(fā)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在于，所述具有防 結(jié)垢功能的蒸發(fā)器是刮板式蒸發(fā)器，在進(jìn)行相變熱交換工作時，通過機(jī)械刮板的運(yùn)動防止 熱量傳遞壁結(jié)垢。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在于，利用后級蒸 發(fā)器(11)加熱側(cè)設(shè)置的熱源，將后級蒸發(fā)器分離出的蒸汽作為前級相變熱交換器的輔助 熱源，用于啟動整個系統(tǒng)開始進(jìn)行連續(xù)的工作循環(huán)或者補(bǔ)充前級工作運(yùn)行中的熱損失。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在于，所述的輸入 液泵( 和導(dǎo)出液泵(8)是無單向閥構(gòu)造的恒容積液泵，所述的水蒸氣壓縮機(jī)(6)是恒容 積壓縮機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在 于，所述的封存處理方法是用固化劑對殘留液實(shí)行固化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在于，所述的固化 劑是含有生石灰和/或水泥的無機(jī)固化劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征 在于，所述的封存處理方法是將殘留液保存入密封的池或桶內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征 在于，將殘留液輸出端輸出的殘留液與空氣接觸，使?jié)B浙液中的水份進(jìn)一步揮發(fā)汽化出去 后再進(jìn)行封存處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垃圾滲濾液中污染物的分離方法，其特征在于，將殘留液 通過液泵噴淋到空氣中或填料表面，使其與空氣充分接觸，使殘留液中的水份進(jìn)一步揮發(fā) 汽化出去，并通過水泵加強(qiáng)殘留液噴淋的循環(huán)過程，通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)化空氣流通來強(qiáng)化該過程， 直至產(chǎn)生出固態(tài)析出物和沉淀物，再將其保存入密封的池或桶內(nèi)，或用無機(jī)固化劑進(jìn)行固 化。
全文摘要
一種垃圾滲濾液中污染物的分離方法，包含下述內(nèi)容將預(yù)熱后的垃圾滲濾液進(jìn)行相變分離，將其分離成水蒸氣和污染物濃度增高的殘留液；進(jìn)行潛熱回收，收集已轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的水蒸氣，通過加壓提高使其在較高溫度下冷凝，釋放出汽化潛熱，利用該潛熱對進(jìn)行相變分離的垃圾滲濾液加熱；顯熱回收將釋放出氣化潛熱后的凝結(jié)水對垃圾滲濾液進(jìn)行預(yù)熱；循環(huán)加熱通過動力循環(huán)裝置使垃圾滲濾液反復(fù)循環(huán)地進(jìn)行相變分離、潛熱回收和顯熱回收過程，直至使垃圾滲濾液殘留液中污染物的含量達(dá)到一定的濃度；再將其導(dǎo)出進(jìn)行封存處理。本發(fā)明方法具有高效節(jié)能、運(yùn)營成本低、分離出的污染物易于封存、不會形成二污染、可實(shí)現(xiàn)污染物零排放的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C02F1/04GK102115290SQ20091026579
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者李虹 申請人:李虹