CN117247198A

CN117247198A - 处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***及其方法

Info

Publication number: CN117247198A
Application number: CN202311489557.1A
Authority: CN
Inventors: 欧阳旭; 林智健; 赵玉婷; 刘翔; 吴燕鹏
Original assignee: Guangzhou My Source Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou My Source Technology Co ltd
Priority date: 2023-11-10
Filing date: 2023-11-10
Publication date: 2023-12-19
Anticipated expiration: 2043-11-10
Also published as: CN117247198B

Abstract

本发明涉及一种处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***及其方法，其中，处理***包括脱硫单元，用于向含有硫化物、氨氮的垃圾渗滤液加酸液，生成脱硫产水和硫化氢；脱氨单元，用于向脱硫产水加碱液，生成脱氨产水和氨气；具有换热器的蒸发单元，用于对脱氨产水进行蒸发，得到蒸发浓缩液和蒸发产水；结晶单元，用于将蒸发浓缩液进行结晶，再进行固液分离，得到晶体盐和脱盐母液，收集晶体盐，并将脱盐母液重新蒸发或外排干化处理；还包括清洗单元，用于生成清洗液，蒸发单元停止蒸发后，将清洗液通入换热器的气侧管道，以清除附着在换热器气侧管道内结垢物。本发明实现对换热器气侧结垢物的高效去除，以使处理***能保持高产能连续稳定运行。

Description

处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***及其方法

技术领域

本发明涉及清除废水处理蒸发过程中所形成结垢物的技术领域，特别是涉及一种处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***，以及基于该处理***的处理方法。

背景技术

在处理废水以达到合格排放标准的过程中，各专业人士探索出了很多不同的工艺，其中，热法是一种有效解决高浓度废水的方法。热法是目前实现老龄化垃圾渗滤液较为有效的方法之一。热法主要是采用蒸发工艺将垃圾渗滤液中的部分水分分离出来而得到浓缩液，使得溶解在渗滤液中的有机物及无机盐类达到过饱和而分离出来，再将所得到的有机物及晶盐固体和产水混合物送入固液分离设备中进行初步分离，分离得到的浓缩液再回蒸发***继续进行脱盐处理。

蒸发装置通常包括气液分离器、压缩机以及换热器，其工作原理为：待蒸发处理水体进入气液分离器，通过加热蒸发形成蒸发浓缩液，蒸发过程形成的水蒸气进入压缩机，并将过压缩后进入换热器的气侧管道，作为废水进入气液分离器预热的热源。

然而，在采用热法处理垃圾渗滤液时，随着蒸发浓缩的不断进行，换热器的气侧管道内壁常常容易累积结垢物。随着结垢物的不断累积，造成蒸气通路严重堵塞，换热器的换热效率随之大幅下降，影响设备的正常运行。因此先必须停机，然后通过高压水冲或人工刷洗等方式清理换热器气侧管道内的结垢，但这种方式清除方式耗时长，且清洁效果较差。如此便会影响废水处理的生产效率。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，一方面，提供一种处理垃圾渗滤液并清除蒸发形成的结垢的***，其可对垃圾渗滤液进行处理，并清除蒸发处理时在蒸发用换热器气侧管道内形成的结垢物，清洁效率高，且清洁效果明显。

一种处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***，包括：

脱硫单元，用于向含有硫化物、氨氮的垃圾渗滤液加入酸液，生成脱硫产水和硫化氢；

脱氨单元，用于向所述脱硫产水加入碱液，生成脱氨产水和氨气；

具有换热器的蒸发单元，用于对所述脱氨产水进行蒸发，得到蒸发浓缩液和蒸发产水；

结晶单元，用于将所述蒸发浓缩液进行结晶，再进行固液分离，得到晶体盐和脱盐母液，收集所述晶体盐，并将所述脱盐母液重新蒸发或外排干化处理；

所述***还包括清洗单元；

所述清洗单元用于生成清洗液，在所述蒸发单元停止蒸发后，将所述清洗液通入所述换热器的气侧管道，以清除附着在所述换热器的气侧管道内的结垢物。

相较于现有技术，本发明所述的处理垃圾渗滤液并清除蒸发形成的结垢的***可对含有硫化物、氨氮的垃圾渗滤液进行处理，并利用垃圾渗滤液处理过程中产生的硫化氢和氨气生成含有硫化铵和硫化氢铵的清洗液，并用该清洗液去除对垃圾渗滤液蒸发处理时在换热器气侧管道内形成的硫单质结垢物，以疏通蒸发的蒸气通路，恢复换热器的换热效率，使处理***能保持高产能连续稳定运行。

进一步地，所述清洗单元包括反应池；所述反应池分别与所述脱硫单元和所述脱氨单元连通，以收集所述脱硫单元生成的硫化氢和所述脱氨单元生成的氨气，通入所述反应池内的硫化氢和氨气发生酸碱反应，生成含有硫化铵和硫化氢铵的清洗液；所述反应池与所述换热器的气侧管道的入口端连通，以将所述反应池内的清洗液通入所述换热器的气侧管道，清除所述换热器的气侧管道内的结垢物。

进一步地，所述清洗单元还包括位于所述反应池下游的清洗液缓冲罐，所述清洗液缓存罐的入口与所述反应池的出口连通；所述清洗液缓存罐的出口与所述换热器的气侧管道的入口端连通，所述换热器的气侧管道的出口端与所述清洗液缓存罐的回流口连通。

进一步地，所述***还包括除硬絮凝单元，用于向所述脱氨产水依次加入除硬剂和絮凝剂，以对所述脱氨产水除硬并絮凝沉淀水体中的颗粒物，得到除硬絮凝污泥和除硬絮凝产水，排出所述除硬絮凝污泥，所述除硬絮凝产水进入所述蒸发单元。

进一步地，所述***还包括除COD单元，用于通过反渗透膜除去所述蒸发产水中的COD进行浓缩，得到反渗透膜浓水和反渗透膜产水，排放所述反渗透膜浓水，所述反渗透膜浓水重新进入所述蒸发单元进行蒸发。

另一方面，本发明还提供一种处理垃圾渗滤液并清除蒸发形成的结垢的方法，包括以下步骤：

脱硫：向含有硫化物、氨氮的垃圾渗滤液加酸液并曝气，得到脱硫产水和硫化氢；

脱氨：向所述脱硫产水加碱液并曝气，得到脱氨产水和氨气；

蒸发：通过具有换热器的蒸发单元对所述脱氨产水进行加热蒸发，得到蒸发浓缩液和蒸发产水；

结晶：将所述蒸发浓缩液进行结晶，再进行固液分离，得到晶体盐和脱盐母液，收集所述晶体盐，并将所述脱盐母液重新蒸发或外排干化处理；

还包括以下步骤：

清洗：生成清洗液，在所述蒸发单元停止工作后，将所述清洗液通入所述换热器，清除所述换热器气侧管道内的结垢物。

进一步地，所述生成清洗液为收集所述硫化氢和所述氨气，并将所述硫化氢和所述氨气均溶于水，以进行酸碱反应，生成含有硫化铵和硫化氢铵的清洗液。

进一步地，在所述脱氨步骤之后、所述蒸发步骤之前还进行以下步骤：

除硬絮凝：向所述脱氨产水加入除硬剂和絮凝剂，以对所述脱氨产水除硬并絮凝沉淀水体中的颗粒物，得到除硬絮凝污泥和除硬絮凝产水，收集所述除硬絮凝污泥，对所述除硬絮凝产水进行加热蒸发。

进一步地，在所述蒸发步骤之后还进行以下步骤：

除COD：通过反渗透膜除去所述蒸发产水中的COD和氨氮，得到反渗透膜浓水和反渗透膜产水，收集所述反渗透膜浓水后重新进行蒸发，排放所述反渗透膜产水。

进一步地，所述酸液为硫酸或盐酸；所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明处理垃圾渗滤液并清除蒸发产生的结垢物的***一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明处理垃圾渗滤液并清除蒸发产生的结垢物的***一种实施方式中的清洗液缓存罐与换热器的连接关系示意图；

图3为本发明处理垃圾渗滤液并清除蒸发产生的结垢物的***另一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明处理垃圾渗滤液并清除蒸发产生的结垢物的***另一种实施方式中的清洗液缓存罐与换热器的连接关系示意图；

图5为本发明处理垃圾渗滤液并清除蒸发产生的结垢物的***再一种实施方式的结构示意图；

附图标记：

10、脱硫单元；100、酸吹脱塔；

20、脱氨单元；200、碱吹脱塔；

30、蒸发单元；300、换热器；302、气液分离器；304、压缩机；306、预热器；308、冷凝罐；310、待蒸发料液缓存罐；312、冷却器；

40、结晶单元；400、稠厚器；402、离心机；404、母液池；

50、清洗单元；500、反应池；502、清洗液缓存罐；504、清洗液输送泵；

60、除硬絮凝单元；600、除硬池；601、混凝池；602、絮凝池；604、沉淀池；606、pH调节池606；

70、除COD单元；700、反渗透膜装置；702、蒸发产水缓存罐。

具体实施方式

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例1部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”“纵向”“横向”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”或“固定连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

现有的垃圾渗滤液处理***通常采用蒸发工艺将垃圾渗滤液的部分水分分离出来而得到浓缩，使得溶解在渗滤液中的有机物及无机盐类达到过饱和而分离出来，再将所得到的有机物及晶盐固体和产水混合物送入固液分离设备中进行初步分离，分离得到的浓缩液再回蒸发***继续进行脱盐处理，然后回收脱盐后的污泥或固体物。蒸发工艺通常采用MVR（机械蒸气再压缩）蒸发装置，MVR蒸发装置主要包括换热器、气液分离器以及压缩机，其中，换热器分别具有气侧管道和液侧通道。MVR蒸发装置的工作原理为：待蒸发料液进入气液分离器，通过加热蒸发形成蒸发浓缩液，蒸发过程形成的水蒸气进入压缩机，并将过压缩后进入换热器的气侧管道，作为废水进入气液分离器预热的热源。在采用热法处理垃圾渗滤液时，随着蒸发浓缩的不断进行，蒸发***中的换热器管道内侧会逐渐形成结垢物，随着结垢物的不断累积，造成严重的蒸气通路堵塞，换热器的换热效率随之大幅下降，影响设备的正常运行。为清除结垢物，恢复换热器的换热效率，通常需要停机，然后通过高压水枪冲刷换热器的气侧管道。如果结垢物积累到较厚程度，高压水枪无法冲刷无法完全清除，还需要先将换热器的换热板片拆除，然后人工用刷子刷洗气侧管道，清洁效果差，耗时长。

然而，本发明的发明人经过对结垢物进行分析后发现，该结垢物主要为硫单质晶体。传统处理垃圾渗滤液的方法通常会在蒸发前设置脱硫工序，将垃圾渗滤液中的硫化物去除，因此正常情况下，蒸发装置中的换热器管道内不应出现硫单质的结垢物。但经过发明人对该硫单质结垢物的来源进行研究后发现，由于垃圾渗滤液中含有较高浓度的硫化物，因此这些硫化物在酸性条件下生成硫化氢，大部分硫化氢会以气体的形式逸出，但少部分硫化氢会被通过曝气通入的氧气氧化生成硫单质。硫单质会随水体进入蒸发装置的气液分离器内进行高温蒸发。由于硫单质的升华温度（约为95℃）与水蒸气的沸点接近，因而水体中的硫单质会升华成硫蒸气进入水蒸气，并随水蒸气一起进入到换热器的气侧管道冷凝，硫单质冷凝后变成黄色的硫单质晶体，从而导致蒸发装置中换热器硫单质结垢。

基于此，本发明的一种实施例，提供一种处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***，可对含有硫化物、氨氮的垃圾渗滤液进行处理，并利用垃圾渗滤液处理过程中产生的产物，生成清除换热器气侧管道内结垢物的清洗液，无需额外引入新的清洗液，且清洁效果明显。

图1-2示出了本发明处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***一种实施例的具体结构。如图1-2所示，该***包括依序连通的脱硫单元10、脱氨单元20、蒸发单元30以及结晶单元40。

具体地，脱硫单元10包括酸吹脱塔100以及设置在酸吹脱塔100上的酸液投加装置（图未示）。垃圾渗滤液原水从酸吹脱塔100入水口进入塔内后，通过酸液投加装置（图未示）从酸吹脱塔100的酸液入口向垃圾渗滤液添加硫酸，并通过酸吹脱塔100的空气入口通入大量空气，以使酸与硫化物充分接触反应。硫酸与原水中的硫化物反应，生成脱硫产水和硫化氢气体，其中，大部分硫化氢气体则通过管道排出，小部分硫化氢与空气中的氧气反应生成硫单质，由于生成的硫单质粒径极小，在水中呈白色乳浊状，难以絮凝去除：

S^2-+ 2H⁺— H₂S（气体逸出）

2H₂S + O₂— 2S（硫单质） + 2H₂O

其中，酸液可以为硫酸或盐酸，本实施方式所使用的酸液为硫酸。脱硫产水通过管道进入脱氨单元20。

脱氨单元20包括碱吹脱塔200以及设置在碱吹脱塔200上的碱液投加装置（图未示）。通过碱液投加装置（图未示）从碱吹脱塔200的碱液入口向脱硫产水添加氢氧化钠，并通过碱吹脱塔200的空气入口通入大量空气。氢氧化钠与脱硫产水中的氨氮反应，生成脱氨产水和氨气：

NH⁴⁺+ OH^-— NH₃（气体逸出） + H₂O

其中，碱液可以为氢氧化钾或氢氧化钠，本实施方式所使用的碱液为氢氧化钠。生成的氨气通过管道排出，而脱氨产水则通过管道进入蒸发单元30。

蒸发单元30包括换热器300，与换热器300原水侧管道连通的气液分离器302，分别与气液分离器302蒸气出口、换热器300气侧管道入口端连通的压缩机304，与换热器300原水侧管道入口端连通的预热器306，以及与换热器300气侧管道出口端连通的冷凝罐308。脱氨产水先流入预热器306预热，预热后再进入换热器300中加热升温，经过加热升温的脱氨产水再流入气液分离器302进行高温蒸发，得到蒸发浓缩液和二次蒸气。气液分离器302排出的蒸发浓缩液进入结晶单元40；同时，在气液分离器302中产生的二次蒸气通过气液分离器302的蒸气出口进入压缩机304，经压缩机304压缩升温后流入换热器300的气侧管道作为加热脱氨产水的热源，并经热交换后冷凝形成蒸发产水。蒸发产水汇集至冷凝罐308，然后通入预热器306中作为脱氨产水预热的热源，再从预热器306排出。

优选地，脱氨单元20与蒸发单元30的预热器306之间可以设置待蒸发料液缓存罐310，以收集并暂时储存脱氨产水。当蒸发开始时，脱氨产水再从待蒸发料液缓存罐310输入预热器306内，进行前述的蒸发处理。

结晶单元40包括与气液分离器302连通的稠厚器400，与稠厚器400连通的离心机402，以及与离心机402连通的母液池404。气液分离器302排出的蒸发浓缩液进入稠厚器400进行结晶增稠，使晶核长大，得到高固含量的固液混合物。固液混合物再进入离心机402中固液分离，得到晶体盐和脱盐母液。收集晶体盐并定期处理；而脱盐母液汇集至母液池404后，再将脱盐母液重新回流至蒸发单元30的气液分离器302中，循环重复蒸发和结晶；或将脱盐母液外排干化，即进行干燥处理或固化处理，由于干燥处理、固化处理属于现有技术，因此在此不再赘述。

如此，经过上述处理***的处理，基本可清除垃圾渗滤液原水中的硫化物和氨氮，并回收晶体盐。然而，由于垃圾渗滤液原水在脱硫单元10处理过程中，形成了难以絮凝的硫单质，而硫单质在蒸发单元30的气液分离器302中升华成硫蒸气并随水蒸气经过压缩机304压缩后进入换热器300气侧管道。在换热器300的气侧管道内经过与原水（25℃左右）进行热交换后，硫蒸气冷却析出并附着在气侧管道内，形成结垢物。

为清除换热器300气侧管道内的硫单质结垢物，上述处理***还包括清洗单元50。清洗单元50包括反应池500。反应池500具有两个进气口，这两个进气口分别与酸吹脱塔100的出气口以及碱吹脱塔200的出气口连通，反应池500的出液口与换热器300气侧管道的入口端连通。可预先向反应池500注入清水，然后酸吹脱塔100在脱硫过程中产生的硫化氢气体，以及碱吹脱塔200在脱氨过程中产生的氨气均通入反应池500。由于两种气体在水中的溶解度好，当两种气体溶于水后，会立即进行酸碱反应，生成硫化铵和硫化氢铵，其中：

（1）生成硫化铵：

2NH₃+H₂S—(NH₄)₂S

（2）生成硫化氢铵：

NH₃+H₂S—NH₄HS

最终形成了含有硫化铵和硫化氢铵的清洗液。

在这里，反应池500可以直接通过管道与换热器300气侧管道连通，也可以如图1所示，在反应池500的下游设置与反应池500出口连通的清洗液缓存罐502，而清洗液缓存罐502的出液口则通过管道与换热器300气侧管道的入口端连通。清洗液缓存罐502用于短暂储存在反应池500内充分反应后生成的清洗液，待需要使用时，再将清洗液从清洗液缓存罐502通入换热器300气侧管道，以清除气侧管道内的结垢物。

图2示出了清洗液缓存罐502与换热器300的连接关系。如图2所示，生成的清洗液然后通过清洗液输送泵504将生成的清洗液从换热器300气侧管道的入口端通入，再从气侧管道的出口端回流至清洗液缓存罐502。换热器300气侧管道内的结垢物主要为硫单质，清洗液中的硫化铵与硫单质反应，生成多硫化铵：

(NH₄)₂S + S— (NH₄)₂S₂（过硫化铵）

(NH₄)₂S +(n-1)S— (NH₄)₂Sn（多硫化铵）

而清洗液中的硫化氢铵与硫单质反应，生成多硫氢铵：

NH₄HS + S— NH₄HS₂（过硫氢铵）

NH₄HS +(n-1)S— NH₄HSn（多硫氢铵）

当需要对换热器300气侧管道内壁的硫单质结垢物进行清洁时，先使蒸发单元30停止工作，然后将清洗液通入换热器300气侧管道内，由于硫化铵、硫化氢铵溶液与硫单质在常温下即可进行反应，而且反应速度较快，反应程度高，因此可快速溶解附着在换热器300气侧管道内的硫单质，实现有效清洗气侧管道内的硫单质。此时，由于蒸发单元30刚停止工作不久，换热器300气侧管道内还存有预热，因此当通入清洗液时，可加速清洗液中的硫化铵、硫化氢铵与硫单质的反应速度，提高清洁效率。在用清洗液清洗后，通入清水再对气侧管道进行冲洗，待完全清洗干净后，可重新开机。

如此，可有效利用垃圾渗滤液处理中加酸脱硫以及加碱脱氨产生的产物，生成清洗液，可有效清除换热器300气侧管道内的结垢物，达到快速清洁除垢的效果，充分地实现废液的资源化利用，无需额外消耗清洗剂，具有较高的经济性，一举多得。而相较于传统用水清洗的方式，清洗效率更快，清洗效果更好。

然而，由于清洗过程中形成的含硫化合物（硫化铵、硫化氢铵、过硫化铵、多硫化铵、过硫氢铵和多硫氢铵）对管道和泵材质常用的316 L材质具有一定的腐蚀性。为避免换热器300的气侧管道和泵材质被腐蚀，清洗单元50还包括缓蚀剂投加装置（图未示）。该缓蚀剂投加装置（图未示）可以设置在清洗液缓存罐502上，也可以设置在反应池500下游的管道上。在生成清洗液之后、通入换热器300气侧管道之前，先通过缓蚀剂投加装置（图未示）向清洗液加入缓蚀剂，以缓解或避免上述含硫化合物对气侧管道和泵材质的腐蚀。在本***的实施方式中，缓蚀剂由质量比2% HEDP-4Na（羟基乙叉二磷酸四钠）以及0.5% 苯并三氮唑组成（其余为水），缓蚀剂投加最优选为50 mg/L。其既不会与上述清洗过程中形成的含硫化合物反应，又能起到缓解腐蚀的效果。除此之外，换热器300的气侧管道和泵材质也可以采用钛材TA1制作，以进一步保护管道和泵材质免受上述含硫化合物腐蚀。

进一步地，在上述处理***中，由于冷凝罐308的蒸发产水温度较高，部分蒸发产水会以水蒸气形式排出冷凝罐308，即不凝气。对于这部分不凝气，可在冷凝罐308水蒸气出口的下游设置冷却器312。如图3-4所示，冷却器312气侧管道的入口端与冷凝罐308的出口连通，向冷却器312液管道通入循环水以对不凝气降温，然后将经过冷却处理的不凝气排出。在这种实施方式中，由于不凝气可能也携带有少量硫单质，当不凝气流经冷却器312的气侧管道时硫单质也会在管内壁累积形成结垢物。为清除冷却器312气侧管道内的结垢物，清洗液缓存罐502的出口也通过管道与冷却器312气侧管道的入口端连通。当需清除冷却器312气侧管道内的结垢物时，通过清洗液输送泵504将生成的清洗液从换热器300气侧管道的入口端通入的同时，也可将清洗液从冷却器312气侧管道通入。

进一步地，由于垃圾渗滤液水体中除了硫化物和氨氮之外，还存在重金属离子（如镁、钙等）和悬浮物，当这些重金属离子和悬浮物进入换热器300原水侧管道内时，也容易在原水侧管道内壁累积结垢。为解决这个问题，如图5所示，上述处理***还包括除硬絮凝单元60。

除硬絮凝单元60包括依序连通的除硬池600、絮凝池602和沉淀池604，以及设置在除硬池600上的除硬剂投加装置（图未示），和设置在絮凝池602上的絮凝剂投加装置（图未示）。其中，除硬池600与碱吹脱塔200的出口连通，以使脱氨产水先进入除硬絮凝单元60。脱氨产水流入除硬池600后，通过除硬剂投加装置（图未示）向脱氨产水加入除硬剂，除硬剂具体为碳酸钠，碳酸钠与水体中的镁离子、钙离子等反应，生成不溶于水的氢氧化镁和碳酸钙。除硬后的水体流入絮凝池602，通过絮凝剂投加装置（图未示）向水体加入絮凝剂，絮凝剂具体为PAM（聚丙烯酰胺），PAM将水体中的固体颗粒变大，有利于固体颗粒下沉。当絮凝池602内的水体进入沉淀池604，尺寸较大的固体颗粒便沉淀至沉淀池604底部，形成污泥，然后通过沉淀池604底部的出口排出。而沉淀池604的上层清液，即为除硬絮凝产水。该除硬絮凝产水通过管道流入蒸发单元30，以进行蒸发处理。

当然，为增强絮凝效果，除硬絮凝单元60还包括混凝池601以及设置在混凝池601上的混凝剂投加装置（图未示）。混凝池601位于除硬池600与絮凝池602之间，经过除硬的脱氨产水流入混凝池601后，通过混凝剂投加装置（图未示）投加混凝剂。本实施方式采用的混凝剂为PAC（聚合氯化铝），PAC可在水体中形成网状结构，将水体中的固体小颗粒粘接在一起，再通过絮凝将水体中的小颗粒也一同沉淀，以更好地清除水体内的固体物。

优选地，除硬絮凝单元60还包括设置在沉淀池604下游的pH调节池606，以及设置在pH调节池606上的硫酸投加装置（图未示）。沉淀池604内的上层清液流入pH调节池606，通过硫酸投加装置（图未示）向水体加入硫酸，以使水体的pH值至pH=5，以降低换热器原水侧管道的结垢频率和最终排放的处理产水中的氨氮指标。

进一步地，由于蒸发产水中可能还含有COD（化学需氧量，以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量）和残留的小部分氨氮，为进一步去除水体中的COD和氨氮，以确保排放的水体达到排放标准。上述处理***还包括除COD单元70。除COD单元70包括反渗透膜装置700。反渗透膜装置700与预热器306的原水侧管道的出口端连通。蒸发产水进入反渗透膜装置700，经过反渗透处理后，得到反渗透浓水和反渗透产水。反渗透浓水收集至待蒸发料液缓存罐310后，重新进行蒸发，反渗透产水达到排放标准可排放。

优选地，除COD单元70还包括蒸发产水缓存罐702。蒸发产水缓存罐702位于预热器306和反渗透膜装置700之间，并分别与预热器306原水侧管道的出口端以及反渗透膜装置700的入口端连通，以收集从预热器306流出的蒸发产水后，再通入反渗透膜装置700。

此外，本发明的另一种实施例，提供一种与上述处理***构思相同的处理垃圾渗滤液并清除蒸发产生的结垢物的方法，包括依序进行以下步骤：

S100：脱硫：向含有硫化物、氨氮的垃圾渗滤液添加酸液，得到脱硫产水和硫化氢；

具体地，由于垃圾渗滤液中含有大量的硫化物、氨氮，因此添加酸液后，垃圾渗滤液中的硫化物与酸液反应，生成硫化氢气体，部分硫化氢气体以气体方式排出；另一部分的硫化氢与通过曝气通入的氧气反应，生成可溶于水的硫单质，形成含有大量氨氮的脱硫产水：

其中，酸液可以为硫酸或盐酸，本实施方式所使用的酸液为硫酸；优选地，添加酸液的过程中，对垃圾渗滤液进行曝气。

S102：脱氨：向脱硫产水添加碱液，得到脱氨产水和氨气；

具体地，由于脱硫产水中还含有大量的氨氮，因此添加碱液后，脱硫产水中含有的氨氮与碱液反应，生成氨气；其中，碱液可以为氢氧化钾或氢氧化钠，本实施方式所使用的碱液为氢氧化钠；优选地，添加碱液的过程中，也对垃圾渗滤液进行曝气。

S104：蒸发：通过具有换热器300的蒸发单元30对脱氨产水进行加热蒸发，得到蒸发浓缩液和蒸发产水；

具体地，进入蒸发单元30的脱氨产水在加热条件下，脱氨产水中的水分被蒸发形成水蒸气，水蒸气经由气液分离器302的蒸气管道进入压缩机304，经过压缩机304压缩后进入换热器300的气侧管道，在换热器300中经过热交换，形成蒸发产水，蒸发产水达到排放标准后，可直接排放处理；而气液分离器302内的脱氨产水随着蒸发的进行，不断浓缩，形成蒸发浓缩液；

虽然经过加酸脱硫之后，垃圾渗滤液原水中绝大部分的硫化物已被去除，但在加酸脱硫过程中，部分硫化氢氧化成硫单质，这些硫单质随着脱氨产水进入蒸发单元30的气液分离器302内。在高温条件下，硫单质随水蒸气一同经压缩机304压缩后进入换热器300的气侧管道内。换热器300内气侧管道内的水蒸气和硫蒸气经过热交换后，温度下降，水蒸气中的硫单质析出而附着在气侧管道的管壁内。

S106：结晶：将蒸发浓缩液进行结晶，再进行固液分离，得到晶体盐和脱盐母液，收集固体精盐；

具体地，对经过蒸发单元30产生的蒸发浓缩液进行降温，蒸发浓缩液中的盐离子结晶析出，形成含有晶体盐的混合液；然后将含有晶体盐的混合液进行固液分离，得到晶体盐和脱盐母液，收集晶体盐；而对于脱盐母液，可选地，将脱盐母液重新回流至蒸发单元30中，循环重复蒸发和结晶；或将脱盐母液外排干化，即进行干燥处理或固化处理。

经过上述步骤后，可将垃圾渗滤液中硫化氢和氨氮去除，并回收晶体盐，使排出的产水达到排放标准。然而，随着对垃圾渗滤液处理的连续进行，在加酸脱硫过程中形成的硫单质在换热器300气侧管道内逐渐积累形成结垢物，造成蒸气通路堵塞，导致换热器300的换热效率大幅下降。

为解决这个问题，本发明处理方法还包括以下步骤：

清洗：生成清洗液，在蒸发单元30停止工作后，将清洗液通入换热器300的气侧管道内，清除附着在气侧管道内的结垢物。

具体地，将加酸脱硫生成的硫化氢气体和加碱脱氨生成的氨气均溶于水，由于两种气体在水中的溶解度好，当两种气体溶于水后，立即进行酸碱反应，生成含有硫化铵和硫化氢铵，形成了含有硫化铵和硫化氢铵的清洗液，然后将该清洗液通入换热器300的气侧管道内。含有硫化铵和硫化氢铵的清洗液清除硫单质结垢物的原理已在前文说明，因此在此不再赘述。

如此，可有效利用垃圾渗滤液处理中加酸脱硫以及加碱脱氨产生的产物，生成清洗液，可有效清除换热器300气侧管道内的结垢物，达到快速清洁除垢的效果，充分地实现废液的资源化利用。

然而，由于清洗过程中形成的含硫化合物（硫化铵、硫化氢铵、过硫化铵、多硫化铵、过硫氢铵和多硫氢铵）对管道和泵材质常用的316L材质具有一定的腐蚀性，因此在生成清洗液之后，通入换热器300气侧管道之前，先向清洗液加入缓蚀剂，以缓解或避免上述含硫化合物对气侧管道和泵材质的腐蚀。在本方法的实施方式中，缓蚀剂由质量比2% HEDP-4Na（羟基乙叉二磷酸四钠）以及0.5% 苯并三氮唑组成（其余为水），缓蚀剂添加量最优选为50 mg/L。其既不会与上述清洗过程中形成的含硫化合物反应，又能起到缓解腐蚀的效果。

进一步地，由于垃圾渗滤液水体中除了硫化物和氨氮之外，还存在重金属离子（如镁、钙等）和悬浮物，当这些重金属离子和悬浮物进入换热器300原水侧管道内时，也容易在原水侧管道内壁累积结垢，为解决这个问题，在脱氨步骤之后、蒸发步骤之前还进行以下步骤：

除硬絮凝，向脱氨产水加入除硬剂和絮凝剂，以对脱氨产水进行除硬和絮凝。

具体地，向脱氨产水先加入碳酸钠，加入的碳酸钠与水体中的镁离子、钙离子等反应，生成不溶于水的氢氧化镁和碳酸钙；然后再向水体加入PAM（聚丙烯酰胺），PAM作为絮凝剂可将水体中的固体颗粒变大，从而使得固体颗粒下沉，实现固液分离。当然，在加入碳酸钠之后、加入PAM之前可以先添加PAC（聚合氯化铝），PAC作为混凝剂可在水体中形成网状结构，将水体中的固体小颗粒粘接在一起，再通过絮凝将水体中的小颗粒也一同沉淀，得到上层清液，即经过除硬絮凝产水，然后再对除硬絮凝产水进行高温蒸发处理。优选地，为降低后续蒸发处理的结垢频率和氨氮指标，在进行高温蒸发处理前，可先向除硬絮凝产水加入硫酸，以使水体的pH值调至5-6。

进一步地，由于蒸发产水中可能还带有部分COD和氨氮，为进一步去除水体中的COD和氨氮，以确保排放的水体达到排放标准。在蒸发步骤之后，还进行以下步骤：

除COD：通过反渗透膜去除蒸发产水中的COD以及残留的小部分氨氮，得到反渗透浓水和反渗透产水，收集反渗透浓水后重新进行蒸发，排放反渗透产水。

清洗效果

垃圾渗滤液处理***的设计产量为4 t/h，未清洗前已运行10天，采用5000 mg/L浓度的清洗液进行清洗，清洗前和清洗后的各项数据如下（均为连续运行1天的平均值）。

表1

其中，根据废水处理的生产实践，换热器300的温差通常保持在4-5℃换热效果好，且处理***能耗较低。本实施方式的处理***在清洗前，换热器的温差仅为1.2℃，换热效果差，能耗高；而清洗后，换热器300的温差恢复至正常水平的4.5℃；

换热器进出口压差可反映水蒸气经过换热器300时所受到的阻力：换热器300进出口压差越大，说明阻力越大，即换热器300气侧管道内结垢物占据的空间越大，结垢物越多。本实施方式的处理设备在清洗前，换热器300的进出口温差达到820 mbar，表明换热器300气侧管道结垢物占据空间大，结垢已经很严重；而在清洗后，换热器300气侧管道进出口温差降低至660mbar，说明清洗液有效除去换热器300气侧管道结垢物。

本实施方式中处理***的设计产量为 4 t/h，在未清洗前，总产水量仅为设计产量的一半，而在清洗后能达到，处理***的产水总量可达到3.9 t/h，即达到设计产量的97.5%，表明清洗后运行工况良好。

由表1数据对比可知，在用清洗液对换热器300气侧管道进行清洁后，换热器300温差、进出口压差和蒸发产量等数值均恢复到正常水平。

进一步地，为实现最佳的除垢效果，以下对不同浓度的清洗液对结垢物进行不同时长进行清洗后的清洗效果进行对比分析。

具体为，再清洗液缓存罐502分别收集1000 ppm、3000 ppm、5000 ppm、6000 ppm浓度的清洗液（清洗液浓度越高代表硫化氢和氨气在反应池500内的反应时间越长）。然后分别对换热器300气侧管道内等量的硫单质结垢物进行清洁除垢，每次测试采用不同浓度的清洗液，测试结果如下表所示：

表2

其中，清洗程度=溶解硫单质的重量/硫单质总重量

由表2数据可知，采用5000 mg/L的清洗液即可较好地对结垢物进行清洁除垢，以此来设定反应池500中硫化氢气体和氨气的反应时长以及排出时间。

相较于现有技术，本发明处理垃圾渗滤液并清除蒸发产生的结垢物的***，可对含有硫化物、氨氮的垃圾渗滤液进行处理，并利用垃圾渗滤液处理过程中产生的硫化氢和氨气生成含有硫化铵和硫化氢铵的清洗液，通过该清洗液去除对垃圾渗滤液蒸发处理时在换热器气侧管道内形成的硫单质结垢物，以疏通蒸发的蒸气通路，恢复换热器的换热效率，使处理***能保持高产能连续稳定运行。本发明充分实现废液的资源化利用，无需额外消耗清洗剂，具有较高的经济性，一举多得。而相较于传统高压水冲或人工刷洗等方式，清洁效率高，且清洁效果明显。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims

1.一种处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***，其特征在于，包括：

脱硫单元（10），用于向含有硫化物、氨氮的垃圾渗滤液加入酸液，生成脱硫产水和硫化氢；

脱氨单元（20），用于向所述脱硫产水加入碱液，生成脱氨产水和氨气；

具有换热器（300）的蒸发单元（30），用于对所述脱氨产水进行蒸发，得到蒸发浓缩液和蒸发产水；

结晶单元（40），用于将所述蒸发浓缩液进行结晶，再进行固液分离，得到晶体盐和脱盐母液，收集所述晶体盐，并将所述脱盐母液重新蒸发或外排干化处理；

所述***还包括清洗单元（50）；

所述清洗单元（50）用于生成清洗液，在所述蒸发单元（30）停止蒸发后，将所述清洗液通入所述换热器（300）的气侧管道，以清除附着在所述换热器（300）的气侧管道内的结垢物。

2.根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***，其特征在于，

所述清洗单元（50）包括反应池（500）；

所述反应池（500）分别与所述脱硫单元（10）和所述脱氨单元（20）连通，以收集所述脱硫单元（10）生成的硫化氢和所述脱氨单元（20）生成的氨气，通入所述反应池（500）内的硫化氢和氨气发生酸碱反应，生成含有硫化铵和硫化氢铵的清洗液；

所述反应池（500）与所述换热器（300）的气侧管道的入口端连通，以将所述反应池（500）内的清洗液通入所述换热器（300）的气侧管道，清除所述换热器（300）的气侧管道内的结垢物。

3.根据权利要求2所述的处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***，其特征在于，

所述清洗单元（50）还包括位于所述反应池（500）下游的清洗液缓存罐（502），所述清洗液缓存罐（502）的入口与所述反应池（500）的出口连通；

所述清洗液缓存罐（502）的出口与所述换热器（300）的气侧管道的入口端连通，所述换热器（300）的气侧管道的出口端与所述清洗液缓存罐（502）的回流口连通。

4.根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***，其特征在于，还包括：

除硬絮凝单元（60），用于向所述脱氨产水依次加入除硬剂和絮凝剂，以对所述脱氨产水除硬并絮凝沉淀水体中的颗粒物，得到除硬絮凝污泥和除硬絮凝产水，排出所述除硬絮凝污泥，所述除硬絮凝产水进入所述蒸发单元（30）。

5.根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的***，其特征在于，还包括：

除COD单元（70），用于通过反渗透膜除去所述蒸发产水中的COD，得到反渗透膜浓水和反渗透膜产水，排放所述反渗透膜产水，所述反渗透膜浓水重新进入所述蒸发单元（30）进行蒸发。

6.一种处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

蒸发：通过具有换热器（300）的蒸发单元（30）对所述脱氨产水进行加热蒸发，得到蒸发浓缩液和蒸发产水；

还包括以下步骤：

清洗：生成清洗液，在所述蒸发单元（30）停止工作后，将所述清洗液通入所述换热器，清除所述换热器气侧管道内的结垢物。

7.根据权利要求6所述的处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的方法，其特征在于，

所述生成清洗液为收集所述硫化氢和所述氨气，并将所述硫化氢和所述氨气均溶于水，以进行酸碱反应，生成含有硫化铵和硫化氢铵的清洗液。

8.根据权利要求6所述的处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的方法，其特征在于，在所述脱氨步骤之后、所述蒸发步骤之前还进行以下步骤：

9.根据权利要求6所述的处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的方法，其特征在于，在所述蒸发步骤之后还进行以下步骤：

10.根据权利要求6所述的处理垃圾渗滤液并清除蒸发换热器结垢物的方法，其特征在于，所述酸液为硫酸或盐酸；所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾。