垃圾渗滤液超浓母液真空低温蒸发系统设计研发

随着我国经济的快速发展、城市的急剧扩张和人民生活水平的不断提高，城市垃圾数量逐年增加，目前，国内城市垃圾的主要处理为卫生填埋法，我国超过 90%以上的城市垃圾是用填埋法处理的。在城市垃圾填埋过程中由于压实和微生物的分解作用以及厌氧发酵等多种代谢作用，垃圾所含的污染物将随水分溶出，并与降水、径流等一起形成高浓度有机废液，即垃圾渗滤液，渗滤液是垃圾填埋过程中产生的二次污染，可使地面水体缺氧、水质恶化、富营养化，威胁饮用水和工农业用水水源，使地下水丧失利用价值；经济有效处理垃圾渗滤液，是城市环境中亟待解决的难题。国内从2003年到2020年垃圾渗液的产量见表1。

目前国内处理垃圾渗滤液主要方法包括生物法和物理化学法。

生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。生物法适合水质稳定的现场。一般新的垃圾填埋场适合生物法处理。

物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法。物化法不易受水质水量变动的影响，出水水质稳定。尤其对 BOD5/COD比值较低(0.07-0.20)难以生物降解的垃圾渗滤液有较好的处理效果，一般 老龄化 的垃圾填埋场 渗滤液 多 采用以 物化法 为主的处理技术，现阶段垃圾渗滤液物化处理技术以膜过滤和蒸发技术为主，采用膜法为主的渗滤液处理技术运行过程中会产量大量的膜后浓缩液（一般占进液总量的 30-50之间），因此该技术在垃圾渗滤液治理上的应用逐渐受到限制。蒸发处理技术因其可以实现垃圾渗滤液的全量化处理，所以其逐渐被用户接受和认可，并有发展成主流处理工艺技术的趋势，发展前景广泛 。

但 无论采用什么形式的蒸发系统，运行过程中 都会产生一定 量的 超浓浓缩液， 由于这部分超浓母液含盐量高（一般 TDS含量大于30%）、有机污染物质浓度高，氨氮浓度高以及其他各类污染物质浓度均比较高，处理及其困难，这个问题一直是制约垃圾渗滤液全量化处理的重要因素 。 部分项目采取将超浓母液回灌质垃圾填埋区的方式进行处理，但是回灌会带来新的问题 （ 1） 大气污染 。 超浓母液回灌处理不当会造成 恶臭气体挥发，从而导致周围大气环境质量下降 ， 造成二次污染 ； （ 2） 高盐、高浓母液回灌会严重破坏垃圾堆体生化系统，导致堆体逐渐失去生物降解功能，对垃圾填埋场安全稳定运行带来不可估量的恶劣影响 ； （ 3） 出水水质恶化。由于垃圾填埋堆体失去了原本的生化降解功能，逐渐导致堆体产生的垃圾渗滤液中有机物浓度和含盐量等污染物浓度大幅度上升，造成垃圾填埋场渗滤液处理系统运行困难 。

超浓浓缩液是一种高盐、高 COD、高氨氮复杂的废水（如下表2），此种废水是垃圾渗滤液多步物化法和生物法提浓得到的，已经难以再继续处理下去了，本文将针对此种超浓浓缩液提出处理技术和研发方向，彻底解决垃圾渗滤液 处理 问题。列举国内几个经典垃圾填埋场中的超浓浓缩液指标见表 2。

通过观察表 2数据，发现超浓浓缩液中含有大量的盐、有机物等 污染物质 ， 仅能通过稳定化固化或者继续蒸发的处理办法达到处理目的。稳定化固化是通过搅拌的方式向母液中加入大量的固化剂、稳定剂、螯合剂等成分，搅拌后混合后进行长时间的氧化以使其达到稳定化固化的目的，但是该方法需要投加的固化剂、稳定剂和螯合剂较多，终端产物增容比较大（一般高达 1.5以上），运行成本较高，装备水平差，工作环境恶劣，因此不适合推广使用。而我司设计研发的真空低温蒸发系统具有装备水平高，自动化程度高，运行过程中不需要投加其他成分，终端固体产品含水率低等优点。

下图（图 1）为超浓浓缩液处理工艺，该工艺由预热设备、固化设备和负压系统三部分组成。超浓浓缩液经由预热系统流入固化设备，浓缩液在固化设备内完成固液分离（液体以二次蒸汽形式逃逸固化设备，固体留在设备中），二次蒸汽经过换热冷凝成水储存在水罐中。真空泵维持系统负压。

3.1 预热设备

超浓浓缩液经过预热设备与固化设备内的生蒸汽冷凝水进行热交换，使系统更加节省能源。

3.2 固化设备

固化设备是我公司自主研发的一种高效干燥热备。它能很好的解决能很粘黏、堵管等问题。超浓浓缩液 经过真空低温蒸发系统处理后得到的固化产物含水率可达 5-25% ，符合 城市垃圾填埋场 填埋 要求 。

3.3 负压系统

负压系统由板片式换热器和真空泵组成，固化设备产生的二次蒸汽经过板片换热器进行换热，冷凝成液体。最终流到水罐中，真空泵维持系统负压。

图  1

图 1

图 2

4. 1蒸发温度越低、去除率越高。

4. 2采用负压蒸发可以完全解决零排 放 问题。

参考文献 ：

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作者简介 ：夏天（ 1989-  ），男，辽宁科技大学，主要从事高浓废水的研究。