CN110759571A - 飞灰渗滤液处理系统以及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了飞灰渗滤液处理系统以及处理方法。上述的飞灰渗滤液处理系统，包括：氧化还原装置，用于将渗滤液与碱剂混合反应，得到沉淀物与第一处理液；混凝沉淀装置，连通氧化还原装置，用于使第一处理液中的难沉淀物质互相聚合形成污泥胶体，得到污泥胶体与第二处理液；蒸发结晶装置，连通混凝沉淀装置，用于对第二处理液进行蒸发结晶，得到结晶体、第三处理液及蒸馏水；膜截留装置，连通蒸发结晶装置，用于接收pH值在5‑6的蒸馏水，并截留掉蒸馏水中的NH4 +；及固化装置，连通蒸发结晶装置，用于接收固化第三处理液。本发明的飞灰渗滤液处理系统，出水稳定、适应性强、处理完的渗滤液基本不含盐、不用频繁更换元件。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及飞灰渗滤液处理系统以及处理方法。
背景技术
目前焚烧飞灰填埋的渗滤液的处理回收，一般采用膜法、生化法减量处理，无法达到结晶零排处理。并且采用膜法更换膜元件频繁；生化法出水不稳定，对废水波动适应不强，而且最终无法解决出水含盐的问题。
发明内容
基于此，本发明有必要提供一种出水稳定、适应性强、处理完的渗滤液基本不含盐、不用频繁更换元件的飞灰渗滤液处理系统。
本发明还提供一种飞灰渗滤液处理方法。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种飞灰渗滤液处理系统，包括：
氧化还原装置，所述氧化还原装置用于将渗滤液与碱剂混合反应，得到沉淀物与第一处理液；
混凝沉淀装置，所述混凝沉淀装置连通所述氧化还原装置，用于接收所述第一处理液与混凝剂和/或絮凝剂，以使所述第一处理液中的难沉淀物质互相聚合形成污泥胶体，过滤得到污泥胶体与第二处理液；
蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置连通所述混凝沉淀装置，用于接收所述第二处理液并对所述第二处理液进行蒸发结晶，得到结晶体、第三处理液及蒸馏水；
膜截留装置，所述膜截留装置连通所述蒸发结晶装置，用于接收所述蒸馏水，并截留掉所述蒸馏水中的NH4 +；及
固化装置，所述固化装置连通所述蒸发结晶装置，用于接收所述第三处理液与螯合剂和/或水泥，以将所述第三处理液固化。
上述的飞灰渗滤液处理系统，采用氧化还原装置将渗滤液进行沉淀，去掉其中的金属离子，再采用混凝沉淀装置去除掉难以沉淀的物质，然后蒸发结晶除去其中的盐，浓液部分固化后填埋，液体部分进行膜截留，除去NH4+，从而达到彻底地除去金属离子、盐的目的，得到的水能够达到排放标准；该系统不采用生化材料，因此不受生物影响，出水稳定，适应性强；只有截留装置采用了膜，其截留物质少，可以定期或不定期更换，相对更换频率低。
其中一些实施例中，所述飞灰渗滤液处理系统还包括热交换装置，所述热交换装置连通所述蒸发结晶装置、混凝沉淀装置及所述膜截留装置，用于接收所述第二处理液以及蒸馏水，以使所述第二处理液与所述蒸馏水换热后进入所述蒸发结晶装置，换热后所述蒸馏水进入所述膜截留装置。
其中一些实施例中，所述飞灰渗滤液处理系统还包括排气冷凝装置，所述排气冷凝装置连通所述蒸发结晶装置及所述热交换装置，用于接收所述蒸发结晶装置产生的二次蒸汽并冷凝成蒸馏水进入所述热交换装置。
其中一些实施例中，所述蒸发结晶装置包括分离器、加热器及结晶器，所述分离器连通所述氧化还原装置，以接收所述第一处理液进行蒸发浓缩，所述加热器连通所述分离器、排气冷凝装置及所述热交换装置，以对所述分离器内的上清液进行加热循环，所述加热器产生的二次蒸汽进入所述排气冷凝装置进行冷凝，所述加热器产生的蒸馏水进入所述热交换装置，所述结晶器连通所述分离器，以接收所述分离器内的浓缩液进行固液分离，得到所述结晶体与所述第三处理液。
其中一些实施例中，所述蒸发结晶装置还包括蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机连通所述分离器与所述加热器，以接收所述分离器产生的二次蒸汽并进行压缩后通入所述加热器作为热源。
其中一些实施例中，所述飞灰渗滤液处理系统还包括脱水装置，所述脱水装置连通所述混凝沉淀装置及所述蒸发结晶装置，用于接收所述污泥胶体并进行脱水，得到固体污泥与上清原液，所述上清原液通入所述蒸发结晶装置。
其中一些实施例中，所述飞灰渗滤液处理系统还包括加药装置，所述加药装置包括用于盛装碱剂的第一药剂容器、用于盛装混凝剂和/或絮凝剂的第二药剂容器、用于盛装酸液的第三药剂容器以及用于盛装螯合剂和/或水泥的第四药剂容器，所述第一药剂容器连通所述氧化还原装置，所述第二药剂容器连通所述混凝沉淀装置，所述第三药剂容器连通所述膜截留装置，所述第四药剂容器连通所述固化装置。
本发明还提供一种飞灰渗滤液处理方法，包括如下步骤：
在渗滤液中碱剂进反应，得到沉淀与第一处理液；
在所述第一处理液中加入混凝剂和/或絮凝剂，所述第一处理液中的难沉淀物质互相聚合形成污泥胶体，过滤，得到污泥胶体与第二处理液；
对所述第二处理液进行蒸发结晶，得到结晶体、第三处理液及蒸馏水；
调节所述蒸馏水的pH值至5-6，并截留掉所述蒸馏水中的NH4 +；
在所述第三处理液中加入螯合剂和/或水泥，所述第三处理液固化形成固体物。
其中一些实施例中，所述飞灰渗滤液处理方法还包括如下步骤：对所述第二处理液进行预热。
其中一些实施例中，所述飞灰渗滤液处理方法还包括如下步骤：将所述污泥胶体进行脱水，得到固体污泥与上清原液，所述上清原液合并入所述第二处理液。
附图说明
图1是本发明一实施例所述的飞灰渗滤液处理系统的结构示意图；
图2是本发明另一实施例所述的飞灰渗滤液处理系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一
请参照图1与图2，本发明提供一种飞灰渗滤液处理系统100，用于处理飞灰渗滤液，该系统包括氧化还原装置10、连通氧化还原装置10的混凝沉淀装置20、连通混凝沉淀装置20的蒸发结晶装置30、连通蒸发结晶装置30的膜截留装置40及连通蒸发结晶装置30的固化装置50，氧化还原装置10用于将渗滤液与碱剂混合反应，得到沉淀物与第一处理液；混凝沉淀装置20用于接收上述的第一处理液与混凝剂和/或絮凝剂，以使第一处理液中的难沉淀物质互相聚合形成污泥胶体，过滤得到污泥胶体与第二处理液；蒸发结晶装置30用于接收第二处理液并对第二处理液进行蒸发结晶，得到结晶体、第三处理液及蒸馏水；膜截留装置40用于接收上述的蒸馏水并加入酸液，以调节蒸馏水的pH值至5-6，使蒸馏水中的氨氮主要以NH4 +形式存在，并截留掉NH4 +，固化装置50用于接收第三处理液与螯合剂和/或水泥，以将第三处理液固化，形成固体，该固体可做填埋处理。
上述的飞灰渗滤液处理系统100，可彻底地除去金属离子、盐，得到的水能够达到排放标准；该系统不采用生化材料，因此不受生物影响，出水稳定，适应性强；只有截留装置采用了膜，其截留物质少，可以定期或不定期更换，相对更换频率低。
请参照图2，氧化还原装置10可为氧化还原池，其数量可以是一个、两个或者多个，根据渗滤液的量而设置。其中加入碱剂，碱剂中的OH-与Ca2+、Mg2+、Cr3+、Pb2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+等金属离子发生反应产生沉淀物，通过过滤等方法除去沉淀，得到第一处理液，该第一处理液中含有两三种单质盐。碱剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾等物质。
为了使原水与碱剂混合充分，在氧化还原装置10内设置第一强制搅拌部件。氧化还原装置10能有效去除废水中的重金属，减少对后续处理装置的影响。
进一步地，上述的飞灰渗滤液处理系统100还包括原液容器106，该原液容器106连通氧化还原装置10，用于盛装未处理的渗滤液。
混凝沉淀装置20可为混凝沉淀池，其连通氧化还原池10，加入混凝剂和/或絮凝剂，使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体，絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质，从而较好地除去第一处理液中的杂质。其中加入的混凝剂和/或絮凝剂根据其中的离子决定加入混凝剂或絮凝剂，或者两者都需要加入。一般情况下，加入混凝剂和絮凝剂，使得沉淀更完全。
具体地，混凝沉淀装置20包括反应池21及连通反应池21的斜管沉淀池22，反应完成后的污泥胶体进入斜管沉淀池22，第二处理液则继续处理。
上述的反应池21内设置第二强制搅拌部件，促使反应池21内的第一处理液混合均匀，以加快反应。
进一步地，上述的飞灰渗滤液处理系统100还包括脱水装置60，该脱水装置60连通混凝沉淀装置20及蒸发结晶装置30，用于接收混凝沉淀装置20产生的污泥胶体并进行脱水，得到固体污泥与上清原液，上清原液合并入第二处理液并通入蒸发结晶装置30。将污泥胶体脱水处理后，得到的固体污泥可进行填埋处理，而上清原液继续后续处理，可以使得排出的固体无害化，处理的更彻底。
一实施例中，该脱水装置60为板框脱水机。当然，该脱水装置60也可以是其他结构的脱水机，能够达到脱水的目的即可。
一实施例中，在混凝沉淀装置20与脱水装置60之间设置污泥储存装置23，以储存污泥，待污泥储存量较多时再进行脱水，以此来减少设备的空转，进而减少能量消耗。
进一步地，上述的飞灰渗滤液处理系统100还包括液体容器70，该液体容器70连通混凝沉淀装置20与蒸发结晶装置30，接收第二处理液进行储存，并将第二处理液通入蒸发结晶装置30进行处理。设置液体容器70后使得第二处理液适量进入蒸发结晶装置30，保证蒸发结晶效果。
进一步地，上述的飞灰渗滤液处理系统100还包括热交换装置80，该热交换装置80连通蒸发结晶装置30、混凝沉淀装置20及膜截留装置40，该热交换装置80用于接收第二处理液以及蒸馏水，以使第二处理液与蒸馏水换热后进入蒸发结晶装置30，换热后的蒸馏水进入膜截留装置40进行处理。采用蒸发结晶装置30产生的高温蒸馏水对第二处理液进行换热，使得进入蒸发结晶装置30的第二处理液的温度接近沸点温度，加快其在蒸发结晶装置30内的蒸发速度，且大量回收蒸发结晶装置30的蒸馏水外排的温度，减少能耗。
蒸发结晶装置30为MVR蒸发结晶装置，其包括分离器31、加热器32及结晶器33，分离器31连通氧化还原装置10，以接收第一处理液进行蒸发浓缩，加热器32连通分离器31及热交换装置80，以对分离器31内的上清液进行加热循环，加热器32产生的二次蒸汽进行冷凝，加热器32产生的蒸馏水进入热交换装置80作为热源，结晶器33连通分离器31，以接收分离器31内的浓缩液进行固液分离，得到结晶体与第三处理液。
第一处理液与分离器31内的第一处理液的强制循环液进行混合，经强制循环泵分流至每根换热管内，流速控制在2.0m/s～3.5m/s，降低结垢概率，以免影响换热效率。当循环液从管子中高速流动时，循环液被换热管外部蒸汽冷凝所产生的热量加热升温，通过控制管内压力使其低于该温度下的饱和蒸汽压力，浓盐水在管内不会沸腾，使其不在管内蒸发。
加热后的第一处理液从加热器32流出到低压的分离器31中，由于分离器31压力骤然降低，高温的第一处理液在此发生闪蒸，盐水浓缩，结晶析出，沿着结晶器33中间的降液分配管直冲到器底，通过特殊设计的分配器，均匀转向上升，上升过程中过饱和溶液与悬浮的晶核充分接触，使其晶核生长，过饱和度消除。
结晶器33为OSLO结晶器，设计是具有粒度分级的流化床结晶器，由下往上的颗粒直径大小层次分明，较大颗粒晶体由浓液泵抽出至后续离心分离系统处理。OSLO结晶器的上清液从由强制循环泵抽出至加热器继续循环蒸发。
加热器32通过强制循环泵连通分离器31，强制循环泵系统采用VFD(变频)控制，初始启动系统运行，系统溶液TDS低，比重小，频率根据比重以及出口压力自动检测保持在0～50HZ范围自动调节，满足循环流量需求。
分离器31产生的二次蒸汽，通过设有非常充分的液/汽分离面积和分离高度，并且设置有两层高效除雾系统，一层采用折板式除雾器，二层采用丝网式除雾器。并设有PLC自动控制定期产品水清洗除雾网设置，可以保证长时期处理水量和出水水质稳定。
进一步地，上述的蒸发结晶装置30还包括蒸汽压缩机34，该蒸汽压缩机34连通分离器31与加热器32，以接收分离器31产生的二次蒸汽并进行压缩以升温升压后通入加热器32作为热源。
该蒸汽压缩机34为单级高速离心压缩机，采用单级齿轮增速，变频调节。压缩机设置出入口弹性接头、电动机、联轴器和防护罩防喘振装置、油站控制柜。离心压缩机具有良好的可控性能，合理的运行操作方式及远程、就地启停、调试和正常及事故情况下必需的检测、控制调节及保护等措施，以确保设备的安全经济运行。蒸汽压缩机密封形式采用的是气封，气封采用充蒸汽的梳齿或碳环密封结构，根据系统蒸发点的不同，可以有效防止系统蒸汽外泄或者外部空气进入系统内影响换热。
进一步地，上述的飞灰渗滤液处理系统100还包括排气冷凝装置90，该排气冷凝装置90连通蒸发结晶装置30及热交换装置80，用于接收蒸发结晶装置30产生的二次蒸汽并冷凝成蒸馏水进入热交换装置80。从而回收蒸发结晶装置30产生的二次蒸汽，以减少整个系统的能耗。
具体地，蒸发结晶装置30的加热器32连通排气冷凝装置90，加热器32产生的二次蒸汽进入排气冷凝装置进行冷凝。
膜截留装置40为一深度处理膜系统，热交换装置80换热后的温度降低到30℃左右的蒸馏水进入到蒸馏水膜系统。在经过蒸馏水膜系统前，通过添加酸液来调节蒸馏水的pH值至5-6，使蒸馏水中的氨氮主要以NH4 +形式存在，通过蒸馏水膜系统的NH4 +等的高截留率实现对出水水质进一步提高，TDS、氨氮含量达到国家排放标准。
酸液可以在膜截留装置40内添加，也可以在进入膜截留装置40之前添加。本实施例中，酸液在进入膜截留装置40之前添加。进一步地，上述的飞灰渗滤液处理系统100还包括蒸馏水容器107，交换装置80换热后的蒸馏水进入蒸馏水容器107内储存并在蒸馏水容器107内加入酸液。
固化装置50为高浓度固化稳定系统，蒸发结晶装置30产生的高浓度第三处理液通过添加螯合剂、水泥等，固化成为固体，然后送到飞灰填埋区填埋处理。其中的螯合剂和/或水泥的加入，根据蒸馏水中的盐种类而定。一般情况下，加入螯合剂或水泥之一即可完成固化。
螯合剂、水泥可以在膜截留装置40内添加，也可以在进入固化装置50之前添加。本实施例中，螯合剂、水泥在进入固化装置50之前添加。进一步地，上述的飞灰渗滤液处理系统100还包括母液容器108，高浓度第三处理液进入母液容器108储存，在母液容器108内加入盛装螯合剂和/或水泥。
进一步地，上述的飞灰渗滤液处理系统100还包括加药装置101，该加药装置101包括用于盛装碱剂的第一药剂容器102、用于盛装混凝剂和/或絮凝剂的第二药剂容器103、用于盛装酸液的第三药剂容器104以及用于盛装螯合剂和/或水泥的第四药剂容器105，第一药剂容器102连通氧化还原装置10，将碱剂通入氧化还原装置10，第二药剂容器103连通混凝沉淀装置20，将混凝剂和/或絮凝剂通入混凝沉淀装置20，第三药剂容器104连通膜截留装置40，将酸液通入膜截留装置40，第四药剂容器105连通固化装置50，将螯合剂和/或水泥通入固化装置50。
本发明还提供一种飞灰渗滤液处理方法，包括如下步骤：
在渗滤液中碱剂进反应，得到沉淀与第一处理液；
在第一处理液中加入混凝剂和/或絮凝剂，第一处理液中的难沉淀物质互相聚合形成污泥胶体，过滤，得到污泥胶体与第二处理液；
对第二处理液进行蒸发结晶，得到结晶体、第三处理液及蒸馏水；
调节蒸馏水的pH值至5-6，并截留掉蒸馏水中的NH4 +；
在第三处理液中加入螯合剂和/或水泥，第三处理液固化形成固体物。
一实施例中，为了回收蒸发结晶时产生的二次蒸汽和蒸馏水，并使得蒸发结晶前的第二处理液温度接近沸点，提高结晶效果，在蒸发结晶前对第二处理液进行预热。
一实施例中，为使渗滤液处理更彻底，将污泥胶体进行脱水，得到固体污泥与上清原液，上清原液合并入第二处理液。
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本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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种飞灰渗滤液处理系统，其特征在于，包括：
氧化还原装置，所述氧化还原装置用于将渗滤液与碱剂混合反应，得到沉淀物与第一处理液；
混凝沉淀装置，所述混凝沉淀装置连通所述氧化还原装置，用于接收所述第一处理液与混凝剂和/或絮凝剂，以使所述第一处理液中的难沉淀物质互相聚合形成污泥胶体，过滤得到污泥胶体与第二处理液；
蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置连通所述混凝沉淀装置，用于接收所述第二处理液并对所述第二处理液进行蒸发结晶，得到结晶体、第三处理液及蒸馏水；
膜截留装置，所述膜截留装置连通所述蒸发结晶装置，用于接收所述蒸馏水，并截留掉所述蒸馏水中的NH4 +；及
固化装置，所述固化装置连通所述蒸发结晶装置，用于接收所述第三处理液与螯合剂和/或水泥，以将所述第三处理液固化。
2.根据权利要求1所述的飞灰渗滤液处理系统，其特征在于，所述飞灰渗滤液处理系统还包括热交换装置，所述热交换装置连通所述蒸发结晶装置、混凝沉淀装置及所述膜截留装置，用于接收所述第二处理液以及蒸馏水，以使所述第二处理液与所述蒸馏水换热后进入所述蒸发结晶装置，换热后所述蒸馏水进入所述膜截留装置。
3.根据权利要求2所述的飞灰渗滤液处理系统，其特征在于，所述飞灰渗滤液处理系统还包括排气冷凝装置，所述排气冷凝装置连通所述蒸发结晶装置及所述热交换装置，用于接收所述蒸发结晶装置产生的二次蒸汽并冷凝成蒸馏水进入所述热交换装置。
4.根据权利要求3所述的飞灰渗滤液处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶装置包括分离器、加热器及结晶器，所述分离器连通所述氧化还原装置，以接收所述第一处理液进行蒸发浓缩，所述加热器连通所述分离器、排气冷凝装置及所述热交换装置，以对所述分离器内的上清液进行加热循环，所述加热器产生的二次蒸汽进入所述排气冷凝装置进行冷凝，所述加热器产生的蒸馏水进入所述热交换装置，所述结晶器连通所述分离器，以接收所述分离器内的浓缩液进行固液分离，得到所述结晶体与所述第三处理液。
5.根据权利要求4所述的飞灰渗滤液处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶装置还包括蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机连通所述分离器与所述加热器，以接收所述分离器产生的二次蒸汽并进行压缩后通入所述加热器作为热源。
6.根据权利要求1所述的飞灰渗滤液处理系统，其特征在于，所述飞灰渗滤液处理系统还包括脱水装置，所述脱水装置连通所述混凝沉淀装置及所述蒸发结晶装置，用于接收所述污泥胶体并进行脱水，得到固体污泥与上清原液，所述上清原液通入所述蒸发结晶装置。
7.根据权利要求1所述的飞灰渗滤液处理系统，其特征在于，所述飞灰渗滤液处理系统还包括加药装置，所述加药装置包括用于盛装碱剂的第一药剂容器、用于盛装混凝剂和/或絮凝剂的第二药剂容器、用于盛装酸液的第三药剂容器以及用于盛装螯合剂和/或水泥的第四药剂容器，所述第一药剂容器连通所述氧化还原装置，所述第二药剂容器连通所述混凝沉淀装置，所述第三药剂容器连通所述膜截留装置，所述第四药剂容器连通所述固化装置。
8.一种飞灰渗滤液处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
在渗滤液中碱剂进反应，得到沉淀与第一处理液；
在所述第一处理液中加入混凝剂和/或絮凝剂，所述第一处理液中的难沉淀物质互相聚合形成污泥胶体，过滤，得到污泥胶体与第二处理液；
对所述第二处理液进行蒸发结晶，得到结晶体、第三处理液及蒸馏水；
调节所述蒸馏水的pH值至5-6，并截留掉所述蒸馏水中的NH4 +；
在所述第三处理液中加入螯合剂和/或水泥，所述第三处理液固化形成固体物。
9.根据权利要求8所述的飞灰渗滤液处理方法，其特征在于，所述飞灰渗滤液处理方法还包括如下步骤：对所述第二处理液进行预热。
10.根据权利要求8或9所述的飞灰渗滤液处理方法，其特征在于，所述飞灰渗滤液处理方法还包括如下步骤：将所述污泥胶体进行脱水，得到固体污泥与上清原液，所述上清原液合并入所述第二处理液。
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