公布日：2023.11.28
申請日：2023.08.08
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/06(2006.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/20(2023.01)N;
C02F1/52(2023.01)N;C02F5/00(2023.01)N;C02F5/06(2023.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)及方法，所述的系統(tǒng)包括軟化系統(tǒng)、管式超濾膜、脫氨系統(tǒng)、DTRO系統(tǒng)、有機(jī)分離膜、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、冷凝水RO系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)；所述的軟化系統(tǒng)分別與管式超濾膜和污泥脫水系統(tǒng)連通；所述的管式超濾膜通過換熱器與脫氨系統(tǒng)連接，所述的換熱器還與DTRO系統(tǒng)連通；所述的DTRO系統(tǒng)分別和有機(jī)分離膜產(chǎn)水箱連通；所述的機(jī)分離膜還與蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)連通，所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)分別與冷凝水RO系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)連通。本發(fā)明實現(xiàn)了高濃度垃圾滲濾液的全量化處理，系統(tǒng)通過膜濃縮和蒸發(fā)的方法整體回收率可達(dá)到90％以上，避免對外部環(huán)境造成的二次污染；采用了汽提脫氨、有機(jī)分離膜提取腐殖酸的工藝。
權(quán)利要求書
1.一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)，其特征在于：所述的系統(tǒng)包括軟化系統(tǒng)、管式超濾膜、脫氨系統(tǒng)、DTRO系統(tǒng)、有機(jī)分離膜、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、冷凝水RO系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)；所述的軟化系統(tǒng)分別與管式超濾膜和污泥脫水系統(tǒng)連通；所述的管式超濾膜通過換熱器與脫氨系統(tǒng)連接，所述的換熱器還與DTRO系統(tǒng)連通；所述的DTRO系統(tǒng)分別和有機(jī)分離膜產(chǎn)水箱連通；所述的機(jī)分離膜還與蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)連通，所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)分別與冷凝水RO系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)連通；所述的冷凝水RO系統(tǒng)還分別與DTRO系統(tǒng)、以及產(chǎn)水箱連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)，其特征在于：所述的軟化系統(tǒng)包括過濾器、pH調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、澄清池，所述的過濾器的進(jìn)水端輸入高濃度滲濾液，所述的過濾器的出水端與pH調(diào)節(jié)池連通，所述的pH調(diào)節(jié)池與反應(yīng)池連通，所述的反應(yīng)池與澄清池連通，所述的澄清池分別與管式超濾膜和污泥脫水系統(tǒng)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)，其特征在于：所述的管式超濾膜采用大通道、小孔徑膜，并通過大流量循環(huán)錯流過濾。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)，其特征在于：所述的脫氨系統(tǒng)包括相連接的脫氨塔和吸收塔，所述的脫氨塔的冷側(cè)和熱側(cè)均勻換熱器連接，管式超濾膜的滲濾液經(jīng)過冷側(cè)進(jìn)入脫氨塔進(jìn)行脫氨處理，脫氨后的滲濾液從熱側(cè)進(jìn)入換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)，其特征在于：所述的脫氨塔采用多層塔或填料塔，管式超濾膜的滲濾液自塔上部向下與塔內(nèi)空氣進(jìn)行逆流接觸，氨氣溢出進(jìn)入吸收塔并采用稀硫酸循環(huán)吸收。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)，其特征在于：所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)還通過不凝蒸汽管道與脫氨系統(tǒng)的脫氨塔連通，并將余熱蒸汽輸入脫氨塔為其提供熱源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)，其特征在于：所述干燥系統(tǒng)采用振動流化床，所述的冷凝水RO系統(tǒng)采用低能耗的卷式反滲透膜。
8.一種全量化處理高濃度滲濾液的方法，其特征在于：所述的方法采用權(quán)利要求1-7所述的系統(tǒng)實現(xiàn)；所述的方法包括以下步驟：S1)、將高濃度滲濾液廢水通過過濾器截留大顆粒物質(zhì)或毛發(fā)懸浮物后進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，通過加堿調(diào)節(jié)pH，再投加軟化劑與滲濾液中的硬度、堿度離子反應(yīng)形成化學(xué)污泥，化學(xué)污泥通過污泥脫水系統(tǒng)脫水后以污泥的形式排出系統(tǒng)；S2)、將步驟S1)中澄清池的上清液進(jìn)入管式超濾膜，通過管式超濾膜截留軟化系統(tǒng)中產(chǎn)生的懸浮物，滲濾液進(jìn)入脫氨系統(tǒng)；S3)、將步驟S2)中的滲濾液輸入換熱器與脫氨后的滲濾液進(jìn)行換熱后進(jìn)入脫氨塔，采用50-70℃的中溫大流量空氣進(jìn)行吹脫，吹脫后的氨氣進(jìn)入吸收塔通過稀硫酸循環(huán)吸收，吸收塔產(chǎn)出高濃度的硫酸銨溶液；脫氨后的滲濾液再次進(jìn)入換熱器作為熱源進(jìn)行換熱；S4)、將步驟S3)中脫氨后的滲濾液輸入DTRO系統(tǒng)的高壓碟管式反滲透膜進(jìn)行濃縮，濃縮后的產(chǎn)水輸出至產(chǎn)水箱回用，濃水進(jìn)入有機(jī)分離膜；S5)、濃水進(jìn)入有機(jī)分離膜后析出腐殖酸，再通過有機(jī)分離膜進(jìn)行濃縮、截留分離，所截留的腐殖酸可加工再利用或燃燒處理；S6)、有機(jī)分離膜的透過液進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，產(chǎn)出的鹽泥后進(jìn)入干燥系統(tǒng)進(jìn)行干燥處理，蒸發(fā)產(chǎn)出的冷凝水進(jìn)入冷凝水RO系統(tǒng)；S7)、通過冷凝水RO系統(tǒng)對冷凝水進(jìn)行RO濃縮后，清液滿足回用水要求輸出值產(chǎn)水箱，濃液返回DTRO系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種全量化處理高濃度滲濾液的方法，其特征在于：步驟S1)中，所述的pH調(diào)節(jié)池通過加藥系統(tǒng)投加堿調(diào)節(jié)pH，且pH≥12時滲濾液中的銨根離子全部轉(zhuǎn)換成游離的氨氣分子。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種全量化處理高濃度滲濾液的方法，其特征在于：步驟S6)中，所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)通過熱法蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出鹽漿，再進(jìn)入所述的干燥系統(tǒng)進(jìn)一步脫水；所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)機(jī)械蒸汽再壓縮工藝(MVR)，MVR工藝采用電驅(qū)動，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)升溫升壓后進(jìn)入換熱器作為熱源；余熱蒸汽進(jìn)入脫氨塔加熱。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)及方法，本發(fā)明不僅可以有效解決高濃度滲濾液處理難度較大的問題，并可對滲濾液的氨氮、腐殖酸進(jìn)行回收。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種全量化處理高濃度滲濾液的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括軟化系統(tǒng)、管式超濾膜、脫氨系統(tǒng)、DTRO系統(tǒng)、有機(jī)分離膜、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、冷凝水RO系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)；所述的軟化系統(tǒng)分別與管式超濾膜和污泥脫水系統(tǒng)連通；所述的管式超濾膜通過換熱器與脫氨系統(tǒng)連接，所述的換熱器還與DTRO系統(tǒng)連通；
所述的DTRO系統(tǒng)分別和有機(jī)分離膜產(chǎn)水箱連通；所述的機(jī)分離膜還與蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)連通，所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)分別與冷凝水RO系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)連通。
作為優(yōu)選的，所述的軟化系統(tǒng)包括過濾器、pH調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、澄清池，所述的過濾器的進(jìn)水端輸入高濃度滲濾液，所述的過濾器的出水端與pH調(diào)節(jié)池連通，所述的pH調(diào)節(jié)池與反應(yīng)池連通，所述的反應(yīng)池與澄清池連通，所述的澄清池分別與管式超濾膜和污泥脫水系統(tǒng)連通。
作為優(yōu)選的，所述的管式超濾膜采用大通道、小孔徑膜，并通過大流量循環(huán)錯流過濾。
作為優(yōu)選的，所述的脫氨系統(tǒng)包括相連接的脫氨塔和吸收塔，所述的脫氨塔的冷側(cè)和熱側(cè)均勻換熱器連接，管式超濾膜的滲濾液經(jīng)過冷側(cè)進(jìn)入脫氨塔進(jìn)行脫氨處理，脫氨后的滲濾液從熱側(cè)進(jìn)入換熱器。
作為優(yōu)選的，所述的脫氨塔采用多層塔或填料塔，管式超濾膜的滲濾液自塔上部向下與塔內(nèi)空氣進(jìn)行逆流接觸，氨氣溢出進(jìn)入吸收塔并采用稀硫酸循環(huán)吸收。
作為優(yōu)選的，所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)還通過不凝蒸汽管道與脫氨系統(tǒng)的脫氨塔連通，并將余熱蒸汽輸入脫氨塔為其提供熱源。
作為優(yōu)選的，所述干燥系統(tǒng)采用振動流化床，可防止結(jié)晶鹽結(jié)塊。
作為優(yōu)選的，所述的冷凝水RO系統(tǒng)還分別與DTRO系統(tǒng)、以及產(chǎn)水箱連通。
作為優(yōu)選的，所述的冷凝水RO系統(tǒng)采用低能耗的卷式反滲透膜。
作為優(yōu)選的，本發(fā)明還提供一種全量化處理高濃度滲濾液的方法，包括以下步驟：
S1)、將高濃度滲濾液廢水通過過濾器截留大顆粒物質(zhì)或毛發(fā)懸浮物后進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，通過加堿調(diào)節(jié)pH，再投加軟化劑與滲濾液中的硬度、堿度離子反應(yīng)形成化學(xué)污泥，化學(xué)污泥通過污泥脫水系統(tǒng)脫水后以污泥的形式排出系統(tǒng)；
S2)、將步驟S1)中澄清池的上清液進(jìn)入管式超濾膜，通過管式超濾膜截留軟化系統(tǒng)中產(chǎn)生的懸浮物，滲濾液進(jìn)入脫氨系統(tǒng)；
S3)、將步驟S2)中的滲濾液輸入換熱器與脫氨后的滲濾液進(jìn)行換熱后進(jìn)入脫氨塔，采用50-70℃的中溫大流量空氣進(jìn)行吹脫，吹脫后的氨氣進(jìn)入吸收塔通過稀硫酸循環(huán)吸收，吸收塔產(chǎn)出高濃度的硫酸銨溶液；脫氨后的滲濾液再次進(jìn)入換熱器作為熱源進(jìn)行換熱；
S4)、將步驟S3)中脫氨后的滲濾液輸入DTRO系統(tǒng)的高壓碟管式反滲透膜進(jìn)行濃縮，濃縮后的產(chǎn)水輸出至產(chǎn)水箱回用，濃水進(jìn)入有機(jī)分離膜；
S5)、濃水進(jìn)入有機(jī)分離膜后析出腐殖酸，再通過有機(jī)分離膜進(jìn)行濃縮、截留分離，所截留的腐殖酸可加工再利用或燃燒處理；
S6)、有機(jī)分離膜的透過液進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，產(chǎn)出的鹽泥后進(jìn)入干燥系統(tǒng)進(jìn)行干燥處理，蒸發(fā)產(chǎn)出的冷凝水進(jìn)入冷凝水RO系統(tǒng)；
S7)、通過冷凝水RO系統(tǒng)對冷凝水進(jìn)行RO濃縮后，清液滿足回用水要求輸出值產(chǎn)水箱，濃液返回DTRO系統(tǒng)。
作為優(yōu)選的，步驟S1)中，所述的pH調(diào)節(jié)池通過加藥系統(tǒng)投加堿調(diào)節(jié)pH，且pH≥12時滲濾液中的銨根離子全部轉(zhuǎn)換成游離的氨氣分子，例如熟石灰，熟石灰與廢水中鈣、鎂及碳酸根等離子形成沉淀，最終污泥脫水后排出系統(tǒng)，出水硬度可降至100mg/L以下。
作為優(yōu)選的，步驟S6)中，所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)通過熱法蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出鹽漿，再進(jìn)入所述的干燥系統(tǒng)進(jìn)一步脫水。
作為優(yōu)選的，步驟S6)中，所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)機(jī)械蒸汽再壓縮工藝(MVR)，MVR工藝采用電驅(qū)動，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)升溫升壓后進(jìn)入換熱器作為熱源；余熱蒸汽進(jìn)入脫氨塔加熱；相比常規(guī)蒸發(fā)工藝用汽量少，僅需要蒸發(fā)量的1％，而MVR產(chǎn)出的余熱蒸汽可用于脫氨單元加熱，如此可將能源利用至最大化。
作為優(yōu)選的，所述的脫氨塔采用多層塔或填料塔，滲濾液自塔上部向下與塔內(nèi)空氣進(jìn)行逆流接觸，氨氣溢出進(jìn)入吸收塔并采用稀硫酸循環(huán)吸收。
本發(fā)明的有益效果為：
1、本發(fā)明工藝方法實現(xiàn)了高濃度垃圾滲濾液的全量化處理，系統(tǒng)通過膜濃縮和蒸發(fā)的方法整體回收率可達(dá)到90％以上，避免對外部環(huán)境造成的二次污染；
2、本發(fā)明工藝方法采用了汽提脫氨、有機(jī)分離膜提取腐殖酸的工藝，可將垃圾滲濾液的污染物進(jìn)行最大利用化，產(chǎn)出硫酸銨、腐殖酸濃液可用作化工生產(chǎn)原料，具有良好的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益；
3、本發(fā)明工藝采用了多種先進(jìn)、節(jié)能、高效的工藝方法，具有操作簡單、自動化程度高的特點；并通過系統(tǒng)集成優(yōu)化，充分利用系統(tǒng)余熱，具有高效節(jié)能的優(yōu)點。
（發(fā)明人：陳少明;歐陽勇;趙婷婷;皮佳麗;袁瑾）
