申請日2015.07.16
公開(公告)日2015.12.23
IPC分類號(hào)C02F1/04
摘要
本發(fā)明涉及一種處理垃圾滲濾液的裝置及方法，包括增濕、去濕、熱泵三個(gè)體系。將預(yù)處理的垃圾滲濾液泵入增濕塔頂部，經(jīng)液體分布器噴淋到填料表面與塔底進(jìn)入的空氣逆流直接接觸空氣增濕。濕空氣進(jìn)入熱泵體系中的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器中的冷媒吸收水汽中的熱量，水汽冷凝排出。吸收熱量汽化的冷媒流經(jīng)壓縮機(jī)在冷凝器中將攜帶的熱量加熱儲(chǔ)液裝置中的滲濾液。與現(xiàn)有的方法相比具有裝置簡單、流程短、易操作;能有效減緩設(shè)備的腐蝕結(jié)垢;適應(yīng)性強(qiáng)：不受垃圾滲濾液年限、外界降水、可生化能力等因素的限制;節(jié)約能源;出水水質(zhì)容易達(dá)到排放的要求等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種處理垃圾滲濾液的裝置，其特征在于：包括增濕體系、熱泵體系、風(fēng)機(jī)(9)、儲(chǔ)液裝置(11)、加熱裝置(12)、水泵(14);
所述的增濕體系包括增濕塔(1)，增濕塔(1)頂部設(shè)有氣體出口(a)，上部設(shè)有液體入口(b)，下部設(shè)有氣體入口(c)，底部設(shè)有濃縮液出口(d)，增濕塔(1)內(nèi)頂部設(shè)有除沫器(3)，除沫器(3)下方設(shè)有液體分布器(4)，增濕塔(1)中部裝有填料(2)，填料下方通過支撐鋼架(5)進(jìn)行支撐;
所述的熱泵體系包括蒸發(fā)器(6)、壓縮機(jī)(7)、冷凝器(8)，蒸發(fā)器(6)、壓縮機(jī)(7)、冷凝器(8)通過冷媒管循環(huán)相連;蒸發(fā)器(6)與氣體出口(a)通過氣體管道相連;
所述的儲(chǔ)液裝置(11)用于存儲(chǔ)垃圾滲濾液，濃縮液出口(d)與儲(chǔ)液裝置(11)相連，儲(chǔ)液裝置(11)內(nèi)設(shè)有冷凝器(8);
所述的加熱裝置(12)用于加熱垃圾滲濾液;
所述的水泵(14)用于將加熱后的垃圾滲濾液輸送增濕塔(1)的液體入口(b);
所述的風(fēng)機(jī)(9)用于將經(jīng)過蒸發(fā)器(6)去濕后的干空氣輸送至增濕塔(1)下部的氣體入口(c)，并將增濕塔(1)內(nèi)部的空氣循環(huán)回蒸發(fā)器(6)進(jìn)行去濕。
2.如權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的裝置，其特征在于：所述的儲(chǔ)液裝置(11)中設(shè)有攪拌器(13)，用于使儲(chǔ)液裝置(11)中的垃圾滲濾液混合均勻，加快冷凝器(8)與垃圾滲濾液間的熱傳遞速率。
3.如權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的裝置，其特征在于：所述的風(fēng)機(jī)(9)與增濕塔(1)間的氣體管道上還設(shè)有緩沖罐(10)，用于穩(wěn)定氣體流速。
4.如權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的裝置，其特征在于：所述的風(fēng)機(jī)(9)與增濕塔(1)間的氣體管道上及增濕塔(1)的氣體出口(a)處設(shè)有溫濕度儀(16)。
5.如權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的裝置，其特征在于：所述的儲(chǔ)液裝置(11)的進(jìn)口和出口均與換熱器(15)相連，用于排出系統(tǒng)的濃縮的垃圾滲濾液與進(jìn)入系統(tǒng)的新鮮垃圾滲濾液之間進(jìn)行換熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的裝置，其特征在于：所述的增濕塔(1)內(nèi)填料(2)為規(guī)整填料或散裝填料，規(guī)整填料包括但不限于板波紋填料、絲網(wǎng)波紋填料或網(wǎng)孔柵格填料，散裝填料包括但不限于鮑爾環(huán)、拉西環(huán)或馬鞍環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的裝置，其特征在于：所述的增濕塔(1)為填料塔或板式塔;所述的換熱器(15)為板式換熱器、管殼式換熱器;所述的加熱裝置(12)的加熱方式為太陽能加熱、發(fā)電場廢氣加熱、填埋場產(chǎn)生的甲烷等氣體燃燒加熱或電加熱。
8.一種使用如權(quán)利要求1所述的裝置處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于包括如下步驟：
1)垃圾滲濾液在換熱器中與排出系統(tǒng)的濃縮液換熱后，引入儲(chǔ)液裝置并加熱后泵入增濕塔頂部，經(jīng)增濕塔塔頂?shù)囊后w分布器噴淋到填料的表面，并與塔底進(jìn)入的自下而上的載氣逆流直接接觸，使載氣增濕;
2)增濕后的載氣攜帶水汽進(jìn)入熱泵體系中的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器中的冷媒對水汽中攜帶的潛熱進(jìn)行回收，水汽冷凝排出，冷媒吸收熱量后汽化，除去水分的干燥載氣重新輸入增濕塔底部，完成一個(gè)循環(huán);
3)吸收熱量汽化的冷媒流經(jīng)壓縮機(jī)在冷凝器中將攜帶的熱量釋放，用于加熱儲(chǔ)液裝置中的滲濾液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于：滲濾液在儲(chǔ)液裝置內(nèi)加熱到60℃-100℃后再泵入增濕塔;儲(chǔ)液裝置中用攪拌器不斷攪拌，使儲(chǔ)液裝置中的垃圾滲濾液混合均勻，加快冷凝器與垃圾滲濾液間的熱傳遞速率;除去水分的干燥載氣重新輸入增濕塔底部的過程中在氣體管道上設(shè)置緩沖罐，穩(wěn)定氣體流速，同時(shí)此段氣體管道上及增濕塔的氣體出口處設(shè)有溫濕度儀，監(jiān)測垃圾滲濾液處理過程中的氣體的溫度和濕度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的處理垃圾滲濾液的方法，其特征在于：所述的增濕塔內(nèi)部填充板波紋填料，以增加垃圾滲濾液與自下而上的載氣間的接觸面積，加速氣液相之間的傳質(zhì)傳熱速率。
說明書
一種處理垃圾滲濾液的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及垃圾滲濾液處理技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種處理垃圾滲濾液的方法及裝置。
背景技術(shù)
垃圾在堆放填埋處理過程中，由于厭氧發(fā)酵、有機(jī)物分解、降水的淋溶和沖刷、地下水浸泡等原因,產(chǎn)生多種代謝物質(zhì)和水分,形成了含高濃度懸浮物和高濃度有機(jī)或無機(jī)成分的垃圾滲濾液。滲濾液中含有大量的有機(jī)物、重金屬和高濃度的有機(jī)物質(zhì)，氨氮的含量高，會(huì)對大氣、河流、地下水、地表水、土壤體等產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。
垃圾滲濾液難于處理的根本原因是含有難以生物降解的腐殖酸和高濃度的氨氮，處理這兩類物質(zhì)的方法不是處理效果不好，就是處理的費(fèi)用較高。目前大部分的垃圾滲濾液處理工藝都存在以下兩方面的問題：處理成本較經(jīng)濟(jì)的工藝，其處理效果上不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，例如生物法處理，投資及運(yùn)行的費(fèi)用均較低，但一般情況下處理后出水的水質(zhì)不能達(dá)標(biāo);在技術(shù)上能處理達(dá)標(biāo)的工藝，其經(jīng)濟(jì)性通常較差，例如膜處理，投資及運(yùn)行的費(fèi)用均較高，并且還需要進(jìn)一步處理原液的濃縮液，更有活性炭吸附和化學(xué)氧化工藝處理垃圾滲濾液的運(yùn)行成本基本上無法承擔(dān)。
蒸發(fā)工藝是一種傳統(tǒng)的技術(shù)工藝，廣泛應(yīng)用于高濃度的有機(jī)廢水和無機(jī)鹽廢水脫鹽處理，由于垃圾滲濾液處理的難度大，在國外，也經(jīng)常被用于滲濾液的處理。一般來說，蒸發(fā)可分為多效蒸發(fā)、多效閃蒸、多效射流蒸發(fā)、以及機(jī)械蒸汽壓縮蒸發(fā)等。以上所述的蒸發(fā)方法都需要蒸汽作為蒸發(fā)的熱媒體，加熱溫度高，大部分屬于間接傳熱，設(shè)備容易產(chǎn)生結(jié)垢腐蝕，能耗也比較大，成本高。并且現(xiàn)有的蒸發(fā)方法出水水質(zhì)中氨氮的含量比較高，冷凝水仍需要進(jìn)一步的處理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，并提供一種處理垃圾滲濾液的裝置及方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種處理垃圾滲濾液的裝置，包括增濕體系、熱泵體系、風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)液裝置、加熱裝置、水泵;
所述的增濕體系包括增濕塔，增濕塔頂部設(shè)有氣體出口，上部設(shè)有液體入口，下部設(shè)有氣體入口，底部設(shè)有濃縮液出口，增濕塔內(nèi)頂部設(shè)有除沫器，除沫器下方設(shè)有液體分布器，增濕塔中部裝有填料，填料下方通過支撐鋼架進(jìn)行支撐;
所述的熱泵體系包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器，蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器通過冷媒管循環(huán)相連;蒸發(fā)器與氣體出口通過氣體管道相連;
所述的儲(chǔ)液裝置用于存儲(chǔ)垃圾滲濾液，濃縮液出口與儲(chǔ)液裝置相連，儲(chǔ)液裝置內(nèi)設(shè)有冷凝器;
所述的加熱裝置用于加熱垃圾滲濾液;
所述的水泵用于將加熱后的垃圾滲濾液輸送增濕塔的液體入口;
所述的風(fēng)機(jī)用于將經(jīng)過蒸發(fā)器去濕后的干空氣輸送至增濕塔下部的氣體入口，并將增濕塔內(nèi)部的空氣循環(huán)回蒸發(fā)器進(jìn)行去濕。
所述的儲(chǔ)液裝置中設(shè)有攪拌器，用于使儲(chǔ)液裝置中的垃圾滲濾液混合均勻，加快冷凝器與垃圾滲濾液間的熱傳遞速率。
所述的風(fēng)機(jī)與增濕塔間的氣體管道上還設(shè)有緩沖罐，用于穩(wěn)定氣體流速。
所述的風(fēng)機(jī)與增濕塔間的氣體管道上及增濕塔的氣體出口處設(shè)有溫濕度儀。
所述的儲(chǔ)液裝置的進(jìn)口和出口均與換熱器相連，用于排出系統(tǒng)的濃縮垃圾滲濾液與進(jìn)入系統(tǒng)的新鮮垃圾滲濾液之間進(jìn)行換熱。
所述的增濕塔內(nèi)填料為規(guī)整填料或散裝填料，規(guī)整填料包括但不限于板波紋填料、絲網(wǎng)波紋填料或網(wǎng)孔柵格填料，散裝填料包括但不限于鮑爾環(huán)、拉西環(huán)或馬鞍環(huán)。
所述的增濕塔為填料塔或板式塔;所述的換熱器為板式換熱器、管殼式換熱器;所述的加熱裝置的加熱方式為太陽能加熱、發(fā)電場廢氣加熱、填埋場產(chǎn)生的甲烷等氣體燃燒加熱或電加熱。
一種使用所述裝置處理垃圾滲濾液的方法，包括如下步驟：
1)垃圾滲濾液在換熱器中與排出系統(tǒng)的濃縮液換熱后，引入儲(chǔ)液裝置并加熱后泵入增濕塔頂部，經(jīng)增濕塔塔頂?shù)囊后w分布器噴淋到填料的表面，并與塔底進(jìn)入的自下而上的載氣逆流直接接觸，使載氣增濕;
2)增濕后的載氣攜帶水汽進(jìn)入熱泵體系中的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器中的冷媒對水汽中攜帶的潛熱進(jìn)行回收，水汽冷凝排出，冷媒吸收熱量后汽化，除去水分的干燥載氣重新輸入增濕塔底部，完成一個(gè)循環(huán);
3)吸收熱量汽化的冷媒流經(jīng)壓縮機(jī)在冷凝器中將攜帶的熱量釋放，用于加熱儲(chǔ)液裝置中的滲濾液。
滲濾液在儲(chǔ)液裝置內(nèi)加熱到60℃-100℃后再泵入增濕塔;儲(chǔ)液裝置中用攪拌器不斷攪拌，使儲(chǔ)液裝置中的垃圾滲濾液混合均勻，加快冷凝器與垃圾滲濾液間的熱傳遞速率;除去水分的干燥載氣重新輸入增濕塔底部的過程中在氣體管道上設(shè)置緩沖罐，穩(wěn)定氣體流速，同時(shí)此段氣體管道上及增濕塔的氣體出口處設(shè)有溫濕度儀，監(jiān)測垃圾滲濾液處理過程中的氣體的溫度和濕度。
所述的增濕塔內(nèi)部填充板波紋填料，以增加垃圾滲濾液與自下而上的載氣間的接觸面積，加速氣液相之間的傳質(zhì)傳熱速率。
本發(fā)明的處理垃圾滲濾液的方法及裝置，通過空氣與水之間進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，使空氣將滲濾液中的水分帶出，其余有機(jī)物等有害物質(zhì)殘留在濃縮的滲濾液中，出水水質(zhì)容易達(dá)到排放要求。熱泵技術(shù)的應(yīng)用又將空氣攜帶的熱量進(jìn)行回收，達(dá)到能源的有效利用。整個(gè)系統(tǒng)溫度在100℃以下，溫度較低有效的減緩了腐蝕和結(jié)垢的發(fā)生，并且可用耐溫塑料材質(zhì)的管道代替不銹鋼管道，節(jié)約成本。其與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：(1)裝置簡單、流程短、易操作;(2)能有效減緩設(shè)備的腐蝕結(jié)垢;(3)適應(yīng)性強(qiáng)：不受垃圾滲濾液年限、外界降水、可生化能力等因素的限制;(4)節(jié)約能源;(5)出水水質(zhì)容易達(dá)到排放的要求。
