CN113929255A - 用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***及其方法，***包括用于对垃圾渗滤液进行化学软化处理的除硬单元、与除硬单元一体连接的除氟单元、用于去除垃圾渗滤液软化处理后的悬浮物的过滤单元、用于对经过过滤单元处理后的垃圾渗滤液进行多级浓缩的蒸发单元、用于对蒸发单元所得到的浓缩液进行进一步浓缩，以使浓缩液析出结晶盐粒的结晶单元、用于分离结晶单元中所产生的结晶盐粒，并将分离液输送至结晶单元的脱盐单元。本发明实现了能够很好的实现浓缩液的蒸发浓缩。
Description
技术领域
本发明属于填埋场渗滤液蒸发技术领域，尤其涉及一种用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***及其方法。
背景技术
垃圾渗滤浓缩液是垃圾渗滤液经过生物降解后并经DTRO膜(或MBR膜)截留而形成的残余液，该浓缩液一般不具有可生化性,主要成份为腐殖质类物质,呈棕黑色,并且含有大量的金属离子,TDS在20000mg/L-60000mg/L之间。随着我国对生活垃圾处理污染控制标准的提高,垃圾渗滤液零排放定会成为一种必然趋势。
现有技术主要采用回罐、氧化、蒸发等工艺处理垃圾渗滤浓缩液，其中回灌对地下水污染的可能性增加,水流可形成短路,使填埋层含水率增加。浓缩液直接回灌也有可能导致垃圾场含盐量增加。氧化法可去除渗滤液中的COD，并避免了浓缩液的回流带来的许多弊端，但成本较高，氧化出水仍具有含盐量较高的特点，无法满足零排放的要求。浓缩液中含盐量较高，适宜采用蒸发为核心的处理工艺。
现有的渗滤液蒸发结晶难，而且容易堵管，管道内统一结晶、结垢造成设备使用寿命减少。并且采用传统的离心机离心出盐很容易造成离心机无法脱水或者盐中含水率高等情况。
渗滤液中含有大量的氨氮类物质，随着高温蒸发的进行这些物质随着蒸发以气体的形式与二次蒸汽混合在一起，这些气体随着冷凝器冷凝后进入冷凝水当中造成冷凝水中氨氮超标。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***及其方法，从而实现降低了蒸发与结晶设备结垢的风险，能够很好的实现浓缩液的蒸发浓缩。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***，包括用于对垃圾渗滤液进行化学软化处理的除硬单元、与除硬单元一体连接的除氟单元、用于去除垃圾渗滤液软化处理后的悬浮物的过滤单元、用于对经过过滤单元处理后的垃圾渗滤液进行多级浓缩的蒸发单元、用于对蒸发单元所得到的浓缩液进行进一步浓缩，以使浓缩液析出结晶盐粒的结晶单元、用于分离结晶单元中所产生的结晶盐粒，并将分离液输送至结晶单元的脱盐单元。
具体的，所述除硬单元去除或降低浓缩液中大量的钙、镁硬度及部分碱度。
具体的，所述除氟单元采用在垃圾渗滤液投加石灰乳进行钙盐沉淀法后进行吸附剂处理。
具体的，所述过滤单元包括上层铺设无烟煤，下层铺设大小不同的石英砂，且在从上到下的方向上石英砂按照由小到大的顺序依次排列。
具体的，所述蒸发单元包括预热器和多效蒸发***，多效蒸发***包括连接预热器的多效层级的分离器、连接各分离器的加热器，上一级分离器通过循环管路连接下一级加热器。
具体的，所述结晶单元包括设于最后一级分离器底部的结晶器，连接结晶器的稠厚釜。
具体的，所述脱盐单元包括连接稠厚釜的压滤机，压滤机内分离的结晶盐封装处理，滤液返回至结晶单元。
用于填埋场渗滤液的蒸发结晶方法，包括以下步骤：
1)垃圾渗滤液引入除硬单元、除氟单元，以去除浓缩液中的钙、镁硬度以及过量的氟离子；
2)将步骤1)中软化后的浓缩液引入过滤单元进行过滤；
3)料液进入蒸发单元，由预热器对料液进行预热处理，料液进入分离器，转入强制循环蒸发器中获得热量，循环至分离器内进行闪蒸和浓缩；
4)通过多级强制循环蒸发器循环，直至浓缩至结晶盐的析出；
5)最后一级分离器中的蒸汽经管道输送至洗涤塔，蒸汽经过酸碱洗涤充分吸收后，冷凝后的产生的蒸馏水实现达标排放；
6)最后一级分离器中的浓缩液在结晶器中蒸发结晶，浓缩液析出晶体，析出晶体通过压滤机进行分离，分离后的结晶盐进行封装处理，滤液返回至分离器中。
与现有技术相比，本发明用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***及其方法的有益效果主要体现在：
通过软化澄清、除氟、过滤的工艺进行预处理，可同时去除垃圾渗滤液的硬度和碱度，极大可能的降低了蒸发与结晶设备结垢的风险；整体工艺具有建设成本低，运行操作简便的优点。采用“三效蒸发技术”技术对浓缩液进行蒸发结晶，能够很好的实现浓缩液的蒸发浓缩。另外，不需使用氟利昂等传热介质，仅仅使用蒸汽进行换热，既降低了成本，又避免了污染；通过采用酸、碱洗气工艺，可以能够很好的吸附不凝气体，经过吸附洗气后的二次蒸汽冷凝后冷凝水可以达到达标排放。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
参照图1所示，本实施例为用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***，包括用于对垃圾渗滤液进行化学软化处理的除硬单元、与除硬单元一体连接的除氟单元、用于去除垃圾渗滤液软化处理后的悬浮物的过滤单元、用于对经过过滤单元处理后的垃圾渗滤液进行多级浓缩的蒸发单元、用于对蒸发单元所得到的浓缩液进行进一步浓缩，以使浓缩液析出结晶盐粒的结晶单元、用于分离结晶单元中所产生的结晶盐粒，并将分离液输送至结晶单元的脱盐单元。
除硬单元去除或降低浓缩液中大量的钙、镁硬度及部分碱度，减少后续工艺中结垢的风险。通过投加氢氧化钠调整渗滤液pH于11-12之间，在该pH范围内，渗滤液中的HCO3-全部转换为CO3，此时CO3与钙离子反应生成沉淀，而镁离子与氢氧根生成沉淀，通过投加PAM，使悬浮颗粒生成絮状物后去除，通过化学软化的出水碳酸盐硬度可降至0.5mmol/L以内。
除氟单元采用投加石灰乳对钙盐沉淀法，即向废水中投加石灰乳，使氟离子与钙离子生成CaF沉淀而除去。但该方法处理后出水难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难，需要先用石灰进行沉淀，使氟含量降低到20-30mg，继而用吸附剂处理使氟含量降到10mg。
过滤单元可以选用双介质过滤器，其上层为无烟煤，下层为大小不同的石英砂，且在从上到下的方向上石英砂按照由小到大的顺序依次排列。当渗滤液从上流经滤层时，其中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料表面层所截留。过滤器可保证其出水SDI(污染指数)小于5。
蒸发单元包括预热器、多效蒸发***；其中预热器选用板式换热器预热器，其冷流侧接收由过滤单元处理后的垃圾渗滤液并对该垃圾渗滤液进行预热处理，热流侧输出蒸发所产生的冷凝液。多效蒸发***包括连接预热器的多效层级的分离器、连接各分离器的加热器，上一级分离器通过循环管路连接下一级加热器；
具体包括连接预热器的三效分离器、连接三效分离器的三效加热器、连接三效分离器出口的二效加热器、连接二效加热器的二效分离器、连接二效分离器出口的一效加热器、连接一效加热器的一效分离器。
加热器选用强制循环蒸发器，通过强制循环泵将分离器内的料液推入外加热式强制循环蒸发器内加热，将料液加热至过热状态。强制循环蒸发器内的料液进入分离器内瞬间闪蒸和浓缩，以析出结晶盐粒，料液达到浓缩的目的。使强制循环蒸发器内设置的换热管内液体流速在1.5m/s以上，能够防止料液在换热管壁结焦、结垢，保证蒸发持续稳定进行。
结晶单元内的晶浆料经蒸发过程已经产生部分晶体，与二效以及三效的强制循环形式不同，一效分离器底部设置育晶型结晶器。晶浆料在育晶型结晶器内充分成长至盐颗粒，达到一定的程度经出料泵输送至稠厚釜内进一步冷却结晶。
分离器具有进液入口(图中未示出)、循环入口、循环出口和蒸汽出口。其中，进液入口设置在分离器下部，循环入口设置在结晶器上部，循环出口设置在分离器底部，蒸汽出口设置在分离器顶端。进液入口接入预热器内流出的料液。
强制循环蒸发器具有循环液入口、循环液出口、蒸汽入口以及冷凝水出口，循环液入口通过循环管道与分离器的循环出口进行连接，循环液出口通过循环管道与分离器的循环入口进行连接。保证强制循环蒸发器内的压力高于结晶器内的压力，且强制循环蒸发器的位置低于分离器的位置。循环泵设置在连接强制循环蒸发器和分离器的循环管道上，主要作用是提供废液的循环动力。蒸汽入口用于接入分离器的蒸汽出口，方便循环热能利用。
脱盐单元主要是用于对经稠厚釜内冷却结晶后的晶浆料通过卸料阀进入压滤机内脱水。压滤盐晶经压滤机盐斗排出，压滤母液经管道进入母液罐内，通过母液泵输送至结晶单元进行循环处理。此循环是防止母液在管道内发生重力沉淀造成管道堵塞，同时压滤机自带电气控制***，保证***的自动化程度。
用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***还包括洗气单元，洗气单元包括连接一效分离器的洗涤塔，一效分离器中的蒸汽经管道输送至洗涤塔，蒸汽经过酸碱洗涤充分吸收后，冷凝后的产生的蒸馏水实现达标排放。
实施例2：
用于填埋场渗滤液的蒸发结晶方法，包括以下步骤：
1)垃圾渗滤液引入除硬单元、除氟单元，以去除浓缩液中的钙、镁硬度以及过量的氟离子；
2)将步骤1中软化后的浓缩液引入过滤单元进行过滤，以保证蒸发进水的水质要求；
3)料液进入蒸发单元，由预热器对浓缩液进行预热处理，料液进入分离器，转入强制循环蒸发器中获得热量，循环至分离器内进行闪蒸和浓缩；
4)通过多级强制循环蒸发器循环，直至浓缩至结晶盐的析出；
5)最后一级分离器中的蒸汽经管道输送至洗涤塔，蒸汽经过酸碱洗涤充分吸收后，冷凝后的产生的蒸馏水实现达标排放；
6)最后一级分离器中的浓缩液在结晶器中蒸发结晶，浓缩液析出晶体，析出晶体通过压滤机进行分离，分离后的结晶盐进行封装处理，滤液返回至分离器中。
应用本实施例时，通过软化澄清、除氟、过滤的工艺进行预处理，可同时去除垃圾渗滤液的硬度和碱度，极大可能的降低了蒸发与结晶设备结垢的风险；整体工艺具有建设成本低，运行操作简便的优点。采用“三效蒸发技术”技术对浓缩液进行蒸发结晶，能够很好的实现浓缩液的蒸发浓缩。另外，不需使用氟利昂等传热介质，仅仅使用蒸汽进行换热，既降低了成本，又避免了污染；通过采用酸、碱洗气工艺，可以能够很好的吸附不凝气体，经过吸附洗气后的二次蒸汽冷凝后冷凝水可以达到达标排放。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***，其特征在于：包括用于对垃圾渗滤液进行化学软化处理的除硬单元、与除硬单元一体连接的除氟单元、用于去除垃圾渗滤液软化处理后的悬浮物的过滤单元、用于对经过过滤单元处理后的垃圾渗滤液进行多级浓缩的蒸发单元、用于对蒸发单元所得到的浓缩液进行进一步浓缩，以使浓缩液析出结晶盐粒的结晶单元、用于分离结晶单元中所产生的结晶盐粒，并将分离液输送至结晶单元的脱盐单元。
2.根据权利要求1所述的用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***，其特征在于：所述除硬单元去除或降低浓缩液中大量的钙、镁硬度及部分碱度。
3.根据权利要求1所述的用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***，其特征在于：所述除氟单元采用在垃圾渗滤液投加石灰乳进行钙盐沉淀法后进行吸附剂处理。
4.根据权利要求1所述的用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***，其特征在于：所述过滤单元包括上层铺设无烟煤，下层铺设大小不同的石英砂，且在从上到下的方向上石英砂按照由小到大的顺序依次排列。
5.根据权利要求1所述的用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***，其特征在于：所述蒸发单元包括预热器和多效蒸发***，多效蒸发***包括连接预热器的多效层级的分离器、连接各分离器的加热器，上一级分离器通过循环管路连接下一级加热器。
6.根据权利要求5所述的用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***，其特征在于：所述结晶单元包括设于最后一级分离器底部的结晶器，连接结晶器的稠厚釜。
7.根据权利要求6所述的用于填埋场渗滤液的蒸发结晶***，其特征在于：所述脱盐单元包括连接稠厚釜的压滤机，压滤机内分离的结晶盐封装处理，滤液返回至结晶单元。
8.用于填埋场渗滤液的蒸发结晶方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)垃圾渗滤液引入除硬单元、除氟单元，以去除浓缩液中的钙、镁硬度以及过量的氟离子；
2)将步骤1)中软化后的浓缩液引入过滤单元进行过滤；
3)料液进入蒸发单元，由预热器对料液进行预热处理，料液进入分离器，转入强制循环蒸发器中获得热量，循环至分离器内进行闪蒸和浓缩；
4)通过多级强制循环蒸发器循环，直至浓缩至结晶盐的析出；
5)最后一级分离器中的蒸汽经管道输送至洗涤塔，蒸汽经过酸碱洗涤充分吸收后，冷凝后的产生的蒸馏水实现达标排放；
6)最后一级分离器中的浓缩液在结晶器中蒸发结晶，浓缩液析出晶体，析出晶体通过压滤机进行分离，分离后的结晶盐进行封装处理，滤液返回至分离器中。
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