本實用新型涉及一種用于處理垃圾滲濾液的蒸發結晶系統，該蒸發結晶系統尤其適用于垃圾滲濾濃縮液的處理。

背景技術：

垃圾滲濾濃縮液是垃圾滲濾液經過生物降解后并經RO膜(或NF膜)截留而形成的殘余液，該濃縮液一般不具有可生化性,主要成份為腐殖質類物質,呈棕黑色,并且含有大量的金屬離子,TDS在20000mg/L-60000mg/L之間。隨著我國對生活垃圾處理污染控制標準的提高,垃圾滲濾液零排放定會成為一種必然趨勢。

現有技術主要采用回罐、氧化、蒸發等工藝處理垃圾滲濾濃縮液，其中回灌對地下水污染的可能性增加,水流可形成短路,使填埋層含水率增加。濃縮液直接回灌也有可能導致垃圾場含鹽量增加。氧化法可去除滲濾液中的COD，并避免了濃縮液的回流帶來的許多弊端，但成本較高，氧化出水仍具有含鹽量較高的特點，無法滿足零排放的要求。濃縮液中含鹽量較高，適宜采用蒸發為核心的處理工藝。

中國專利申請201510192372.3公開了一種垃圾滲濾液濃縮液的處理方法及裝置，該方法中先對垃圾滲濾液濃縮液進行化學軟化處理，經過微濾膜進行過濾，再通過碟管式反滲透膜處理，以得到回用出水，而反滲透濃水回噴。

中國專利申請201520078537.X公開了一種垃圾滲濾液濃縮液處理裝置，該裝置包括沉淀池、第一缺氧池、好氧池、第二缺氧池、脫氮池、活性碳過濾器、芳香聚酰胺卷式膜，離子交換柱，沉淀池下面有水流管道和第一缺氧池、好氧池、第二缺氧池相聯，第二缺氧池通過提升泵和脫氮池相連接，脫氮池的一端和活性碳過濾器連接，活性碳過濾器和芳香聚酰胺卷式膜連接，芳香聚酰胺卷式膜和離子交換柱連接。這種垃圾滲濾液濃縮液處理裝置能夠提高工作效率，且出水水質高，能耗低。

然而，以上技術方案中，垃圾滲濾液濃縮液經過處理后，均會再次產生濃縮液，同樣將面臨二次污染的困難，從而無法滿足零排放的要求。

因此，提供一種用于實現垃圾滲濾液零排放的系統成為業界急需解決的問題。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型的主要目的在于提供一種用于實現垃圾滲濾液零排放的蒸發結晶系統。

為了實現上述的主要目的，本實用新型提供了一種用于處理垃圾滲濾液的蒸發結晶系統，其包括：

軟化澄清單元，用于對垃圾滲濾液進行化學軟化處理；

過濾單元，用于去除經軟化澄清單元處理后的垃圾滲濾液中的懸浮物；

脫碳單元，用于去除或降低經過濾單元處理后的垃圾滲濾液的堿度；

蒸發單元，用于對經脫碳單元處理后的垃圾滲濾液進行初步濃縮；

結晶單元，用于對蒸發單元所得到的初步濃縮液進行進一步濃縮，以使濃縮液析出結晶鹽粒；

脫鹽單元，用于分離結晶單元中所產生的結晶鹽粒，并將所得到的分離液輸送至結晶單元。

根據本發明的一種具體實施方式，上述過濾單元可以選用雙介質過濾器，其上層為無煙煤，下層為大小不同的石英砂，且在從上到下的方向上石英砂按照由小到大的順序依次排列。

根據本發明的另一具體實施方式，蒸發單元包括：

預熱器，其冷流側接收由脫碳單元處理后的垃圾滲濾液并對該垃圾滲濾液進行預熱處理；

脫氣器，接收經預熱器預熱后的垃圾滲濾液；

蒸發器，包括位于上部的布水器、位于下部的集水槽以及位于布水器和集水槽之間的雙管程管殼式換熱器；其中，經脫氣器處理后的垃圾滲濾液首先進入集水槽內，然后在循環泵作用下被輸送至布水器中并由布水器流至換熱器的管程內；

蒸汽壓縮機，用于接收集水槽中產生的蒸汽，并將蒸汽輸送至換熱器的殼程中；

水箱，用于接收換熱器殼程中所形成的冷凝液；其中，水箱內的冷凝液在冷凝水泵的作用下被輸送至預熱器的熱流側。

作為一種優選實施方式，上述預熱器為板換式換熱器。

作為另一優選實施方式，上述的脫氣器為塔板式脫氣器。

根據本發明的另一具體實施方式，結晶單元包括：

結晶器，具有進液入口、循環入口、循環出口和蒸汽出口；其中，蒸汽出口位于結晶器的頂部，循環入口位于循環出口的上方，進液入口用于接收經蒸發單元初步濃縮后的垃圾滲濾液；

強制循環換熱器，具有循環液入口、循環液出口、蒸汽入口以及冷凝水出口；其中，循環液入口通過第一循環管道與結晶器的循環出口進行連接，循環液出口通過第二循環管道與結晶器的循環入口進行連接；強制循環換熱器設置在結晶器的正下方或斜下方；

循環泵，設置在第一循環管道上；

蒸汽壓縮機，與結晶器的蒸汽出口連通以接收由蒸汽出口所排出的蒸汽，并與強制循環換熱器的蒸汽入口連通以將蒸汽輸送至強制循環換熱器。

作為一種優選實施方式，上述結晶器內腔的頂部設置有除霧器。

更優選地，除霧器為雙層除霧器，包括位于下層的折流板和位于上層的絲網。

作為另一優選實施方式，脫鹽單元與結晶器底部和/或第一循環管道相連通。

根據本發明的一種具體實施方式，脫鹽單元包括雙極活塞推料離心機。

本實用新型具有以下優點：首先，采用“軟化澄清+過濾+脫碳”的工藝預處理方法，可同時去除垃圾滲漏液的硬度和堿度，極大可能的降低了蒸發與結晶設備結垢的風險；另外，該工藝具有建設成本低，運行操作簡便的優點。其次，采用“機械式蒸汽再壓縮”技術對濃縮液進行蒸發結晶，二次蒸汽循環向蒸發系統提供熱能，系統僅采用電能可實現濃縮液的蒸發濃縮。另外，不需使用氟利昂等傳熱介質，僅僅使用蒸汽進行換熱，既降低了成本，又避免了污染。

附圖說明

圖1是作為本實用新型一實施例的蒸發結晶系統的結構框圖；

圖2是作為本實用新型一實施例的蒸發結晶系統中蒸發單元的結構示意圖；

圖3是作為本實用新型一實施例的蒸發結晶系統中結晶單元的結構示意圖。

具體實施方式

圖1是作為本實用新型一實施例的用于處理垃圾滲濾液的蒸發結晶系統的結構框圖。需要說明的是，為簡便起見，其中對該結構框圖進行了簡化處理。圖2是該蒸發結晶系統中蒸發單元的結構示意圖；圖3是該蒸發結晶系統中結晶單元的結構示意圖。

如圖1至3所示，本實施例的蒸發結晶系統包括：軟化澄清單元1，過濾單元2，脫碳單元3，包括預熱器4、脫氣器5、蒸發器6、蒸汽壓縮機7和水箱12的蒸發單元，包括結晶器8、強制循環換熱器9、循環泵901和蒸汽壓縮機10的結晶單元，以及包括脫水機11的脫鹽單元。其中：

軟化澄清單元1用于對垃圾滲濾液進行化學軟化處理，去除或降低濃縮液中大量的鈣、鎂硬度及部分堿度，減少后續工藝中結垢的風險。通過投加氫氧化鈉調整滲濾液pH于11-12之間，在該pH范圍內，滲濾液中的HCO₃^-全部轉換為CO₃^2-，此時CO₃^2-與鈣離子反應生成沉淀，而鎂離子與氫氧根生成沉淀，通過投加PAM，使懸浮顆粒生成絮狀物后去除，通過化學軟化的出水碳酸鹽硬度可降至0.5mmol/L以內。

過濾單元2用于對垃圾滲濾液進行過濾，以去除軟化后濃縮液中的懸浮物。過濾單元2選用雙介質過濾器，過濾器上層為無煙煤，下層大小不同的石英砂，石英砂在從上到下的方向上由小到大依次排列，當滲濾液從上流經濾層時，其中部分的固體懸浮物進入上層濾料形成的微小孔眼，受到吸附和機械阻留作用被濾料表面層所截留。過濾器可保證其出水SDI(污染指數)小于5。

脫碳單元3用于去除垃圾滲濾液的堿度。通過投加濃硫酸調整濃縮液pH與4-4.5之間，在pH范圍內，濃縮液的HCO₃^-和CO₃^2-全部轉換為CO₂，利用鼓風機進行吹脫。通過濃縮液中的殘余CO₂含量小于5mg/L。

蒸發單元用于對滲濾液進行初步濃縮，并用機械蒸汽壓縮機7對蒸發產生的二次蒸汽進行升溫升壓再次利用。

結晶單元用于對濃縮液進行進一步濃縮，并用機械蒸汽壓縮機10對蒸發產生的二次蒸汽進行升溫升壓再次利用。

脫鹽單元用于對結晶器8中所產生的結晶鹽進行固液分離，并將所得到的分離液輸送至結晶單元進行循環處理。脫鹽單元包括雙推料離心脫水機11，濃縮液晶漿通過脫水機進料泵循環送到離心脫水機11。此循環回路可防止泥漿在到離心脫水機11的給料管道發生重力沉淀。脫水機11濾液循環至結晶器8，固體顆粒則由排料口排出進行封裝處理。離心脫水機11自帶控制系統，以監測和控制脫水操作。

圖2是蒸發結晶系統實施例中蒸發單元的結構示意圖。蒸發單元的主要目的是對垃圾滲濾液進行初步濃縮。參見圖2所示，蒸發單元包括預熱器4、脫氣器5、蒸發器6、蒸汽壓縮機7和水箱12。其中：

預熱器4選用板換式換熱器預熱器，其冷流側41接收由脫碳單元3處理后的垃圾滲濾液并對該垃圾滲濾液進行預熱處理，熱流側42輸出蒸發所產生的冷凝液。通過整個系統的物料平衡計算，冷熱兩側流量應一致。熱流側42的冷凝液入口溫度約為100-105℃，通過整個系統的熱平衡計算及板式換熱器的優化計算，冷凝液出口溫度可達到40℃以下；而冷流側41濃縮液出水溫度可達到80℃左右。

脫氣器5選用塔板式，其接收經預熱器4預熱后的垃圾滲濾液。脫氣器5的主要目的是去除濃縮液中的不凝氣，利用蒸汽進行吹脫，同時對濃縮液進行加熱升溫，脫氣器5出口溫度接近沸點溫度。

蒸發器6選用降膜式蒸發器，包括位于上部的布水器62、位于下部的集水槽61以及位于布水器62和集水槽61之間的雙管程管殼式換熱器63。其中，經脫氣器5處理后接近沸點的垃圾滲濾液首先進入集水槽61內，然后在循環泵71的作用下被輸送至布水器62中，并由布水器62流至換熱器63的管程內進行換熱蒸發。

機械蒸汽壓縮機7用于接收集水槽61中產生的蒸汽，蒸汽在蒸汽壓縮機7中進行升溫升壓，二次蒸汽獲得能量后被輸送至換熱器63殼程作熱源。

水箱12用于接收換熱器63殼程中所形成的冷凝液，水箱12內的冷凝液在冷凝水泵121的作用下被輸送至預熱器4的熱流側42。

圖3是蒸發結晶系統實施例中結晶單元的結構示意圖。如圖3所示，結晶單元包括：結晶器8、強制循環換熱器9、循環泵901和蒸汽壓縮機10。其中：

結晶器8的主要作用是將經強制循環換熱器9加熱后的廢液(垃圾滲濾液)進行閃蒸和濃縮，以析出結晶鹽粒。結晶器8具有進液入口(圖中未示出)、循環入口82、循環出口81和蒸汽出口83。其中，進液入口設置在結晶器下部，循環入口82設置在結晶器8上部，循環出口81設置在結晶器8底部，蒸汽出口83設置在結晶器8頂端。另外，在結晶器8內腔的頂部還設置除霧器84，在除霧器84下方設置有用于對除霧器84進行沖洗的沖洗噴頭(圖中未示出)。除霧器84為雙層除霧器，包括位于下層的折流板和位于上層的絲網。

結晶器8的蒸汽出口83蒸汽壓縮機10相連通，從而使得蒸汽壓縮機10接收由蒸汽出口83所排出的蒸汽。其中，蒸汽壓縮機10與強制循環換熱器9的蒸汽入口94相連通，以將蒸汽輸送至強制循環換熱器9。

強制循環換熱器9的作用是加熱廢液，使其過熱后進入結晶器8中實現閃蒸。強制循環換熱器9為雙管程管殼式換熱器，其中廢液走管程，蒸汽走殼程。具體地，強制循環換熱器9具有循環液入口91、循環液出口92、蒸汽入口94以及冷凝水出口93；其中，循環液入口91通過第一循環管道801與結晶器8的循環出口81進行連接，循環液出口92通過第二循環管道802與結晶器8的循環入口82進行連接；并且其中，保證強制循環換熱器9內的壓力高于結晶器8內的壓力，且強制循環換熱器9的位置低于結晶器8的位置。循環泵901設置在連接強制循環換熱器9和結晶器8的第一循環管道801上，主要作用是提供廢液的循環動力。

本實施例的蒸發結晶系統按照以下步驟對垃圾滲濾液進行處理：

步驟1：垃圾滲濾液引入軟化澄單元1，以去除濃縮液中的鈣、鎂硬度；

步驟2：將步驟1中軟化后的濃縮液引入過濾單元2進行過濾，以保證蒸發進水的水質要求；

步驟3：步驟2中的濾液通過調節濃縮液的pH值，進入脫碳單元3脫除CO₂，以去除濃縮液的堿度；

步驟4：經過步驟1-3之后，濃縮液的預處理基本完成，濃縮液進入蒸發單元；其中，濃縮液首先經過預熱器4進行初步升溫，熱側流為步驟X和步驟X產生的冷凝液；

步驟5：經過步驟4預熱之后的濃縮液，進入脫氣器5，脫氣器5主要將濃縮液中的不凝氣體排出，并用蒸汽進行再次加熱，蒸汽采用步驟X和步驟X的不凝蒸汽；

步驟6：濃縮液經過步驟5后接近于沸點溫度，進入蒸發器6蒸發濃縮；

步驟7：蒸發器6產生的二次蒸汽進入機械蒸汽壓縮機7，二次蒸汽在壓縮機7中獲得能量后，返回至蒸發器6換熱層，作為熱源再次利用，蒸汽換熱后產生冷凝水，冷凝水進入步驟4中的預熱器4；

步驟8：經過步驟6蒸發濃縮的濃縮液進入結晶器8，濃縮液在強制循環換熱器9中獲得熱量，在結晶器8中進行閃蒸，繼續濃縮至結晶鹽的析出；

步驟9：結晶器8產生的二次蒸汽進入機械蒸汽壓縮機10，二次蒸汽在壓縮機10中獲得能量后，返回至強制循環換熱器9，作為熱源再次利用，蒸汽換熱后產生冷凝水，冷凝水進入步驟4中的預熱器4。

步驟10：濃縮液在結晶器8中進一步蒸發結晶，至濃縮一定倍數后，濃縮液析出晶體，析出晶體通過脫水機11進行分離，分離出的結晶鹽進行封裝處理，濾液返回至結晶器8。

雖然本實用新型以較佳實施例揭露如上，但并非用以限定本實用新型實施的范圍。任何本領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的發明范圍內，當可作些許的改進，即凡是依照本實用新型所做的同等改進，應為本實用新型的范圍所涵蓋。