本發(fā)明總體涉及環(huán)境保護.領(lǐng)域，更具體地，涉及含有高濃度鹽分的有機廢液(如填埋場滲濾液及垃圾焚燒廠瀝濾液等)的處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
高鹽有機廢水是含有高濃度溶解性無機鹽和有機物的廢水，主要來源于石油化工、冶煉、制藥等化工行業(yè)，采用反滲透膜法處理填埋場滲濾液液和垃圾焚燒廠的瀝濾液及其膜濃縮液也同樣具有此特性。高含鹽量有機廢水所含鹽類物質(zhì)多為Cl-、SO42-、Na+、Ca2+、Mg2+等鹽類物質(zhì)，但由于生產(chǎn)過程不同，所含有機物的種類及化學性質(zhì)差異較大，致使了高鹽有機廢水具有復雜多變的特性。
目前處理此類廢水常用方法有化學法、膜分離法、焚燒法、生物法和蒸發(fā)法，廢水中高濃度的鹽和高濃度有機物同時存在，相互影響了廢水處理效果。化學法、膜分離法和焚燒法存在處理規(guī)模小、處理費用高、產(chǎn)生二次污染等問題。生物法需將鹽的濃度稀釋到一定比例(一般是0.6％)之下，造成凈水資源的大量浪費。蒸發(fā)方式分為間壁式加熱蒸發(fā)和無固定換熱面蒸發(fā)，若采用間壁式加熱蒸發(fā)法如多效蒸發(fā)技術(shù)等方法，存在換熱面結(jié)垢問題，并且由于有機物和2價無機鹽的同時存在，致使換熱面結(jié)垢成分復雜難以清洗，最終導致開機頻繁，運行成本高昂。目前工程領(lǐng)域常用的無固定面加熱的有多級閃蒸技術(shù)和浸沒燃燒技術(shù)。在高鹽有機廢水蒸發(fā)初期有易揮性發(fā)有機物揮發(fā)問題，同時多級閃蒸技術(shù)能耗較高，對此類廢水適用性有局限。
浸沒燃燒式蒸發(fā)技術(shù)不受處理水質(zhì)變化的影響，具有很強的抗沖擊負荷能力。但單級浸沒燃燒蒸發(fā)器在處理高濃度有機廢水時存在飛沫中有機物夾帶問題，有時會導致尾氣難以處理，部分揮發(fā)性有機物會隨著廢水蒸發(fā)而進入蒸汽中，導致蒸汽污染。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
在申請人為清華大學，發(fā)明人之一為本發(fā)明人的專利公開CN1583612A中，公開了二階段浸沒燃燒蒸發(fā)方法，在某種程度上通過在第二級蒸發(fā)器中的焚燒去除了第一級蒸發(fā)器揮發(fā)性污染物，解決了由揮發(fā)性有機物帶來的污染物釋放的問題。但是本發(fā)明人由多年的科研實驗分析發(fā)現(xiàn)，此二階段浸沒燃燒蒸發(fā)方法在第二級蒸發(fā)器進行高度濃縮時，隨著濃度的升高，霧沫夾帶所引起的污染物釋放越發(fā)嚴重，最終影響了最終蒸汽或冷凝水排放的品質(zhì)。
為了解決上述技術(shù)問題，提出了本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種高鹽有機廢液的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置，包括串聯(lián)的第一級蒸發(fā)器、第二級蒸發(fā)器和第三級蒸發(fā)器，其中每一級蒸發(fā)器都包括燃燒室和蒸發(fā)室，進行浸沒燃燒蒸發(fā)；對高鹽有機廢液的處理步驟包括：高鹽有機廢液進入第一級蒸發(fā)器的蒸發(fā)室進行汽提，得到的廢液進入第二級蒸發(fā)器的蒸發(fā)室進行水分蒸發(fā)，得到的廢液進入第三級蒸發(fā)器的蒸發(fā)室進行濃縮。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置，第一級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體進入第二級蒸發(fā)器的燃燒室進行燃燒，以去除有害污染物。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置，第三級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體進入第一級蒸發(fā)器的燃燒室進行燃燒以焚毀。由此，焚毀了霧沫夾帶所引起的污染物。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置，第二級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體對空排放。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置，第一級蒸發(fā)器的濃縮倍數(shù)控制在1.5倍以下。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置，第一級、第二級和第三級蒸發(fā)器的燃燒室溫度不低于850℃。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置，第一級蒸發(fā)器排出的廢液溫度為89-95℃。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置，高鹽有機廢液為滲濾液或瀝濾液。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置，各級蒸發(fā)器的燃燒室采用厭氧沼氣、填埋氣、垃圾熱解氣或者其它商品燃料作為能源。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種高鹽有機廢液的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，由浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置執(zhí)行，所述浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置包括串聯(lián)的第一級蒸發(fā)器、第二級蒸發(fā)器和第三級蒸發(fā)器，其中每一級蒸發(fā)器都包括燃燒室和蒸發(fā)室，進行浸沒燃燒蒸發(fā)；浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法包括：高鹽有機廢液進入第一級蒸發(fā)器的蒸發(fā)室進行汽提，得到的廢液進入第二級蒸發(fā)器的蒸發(fā)室進行水分蒸發(fā)，得到的廢液進入第三級蒸發(fā)器的蒸發(fā)室進行濃縮，得到的最終濃縮液排出系統(tǒng)外。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，第一級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體進入第二級蒸發(fā)器的燃燒室進行燃燒，以去除有害污染物。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，第三級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體進入第一級蒸發(fā)器的燃燒室進行燃燒以焚毀。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，第二級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體對空排放。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，第一級蒸發(fā)器的濃縮倍數(shù)控制在1.5倍以下。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，第一級、第二級和第三級蒸發(fā)器的燃燒室溫度不低于850℃。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，第一級蒸發(fā)器排出的廢液溫度為89-95℃。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，高鹽有機廢液為滲濾液或瀝濾液。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，各級蒸發(fā)器的燃燒室采用厭氧沼氣、填埋氣、垃圾熱解氣或者其它商品燃料作為能源。
本發(fā)明實施例的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置和浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮方法，采用了三級浸沒燃燒蒸發(fā)器，從而將揮發(fā)性污染物去除、水分蒸發(fā)、高度濃縮(霧沫夾帶最大)分別在三個浸沒燃燒蒸發(fā)器實施，實現(xiàn)揮發(fā)性污染物控制、水分(蒸汽)分離與凈化、濃縮程度最高等多重效果。
附圖說明
附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的高鹽有機廢液的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置的結(jié)構(gòu)框圖以及處理工藝流程圖。
1為第一段蒸發(fā)器；2為第二段蒸發(fā)器；3為第三段蒸發(fā)器；4為進水管；5為第一段蒸汽管；6為第二段蒸殘液管；7為第二段蒸殘液管；8為第二段蒸汽管；9為第三段蒸汽管；10為第一段蒸汽燃燒室；11為第二段蒸發(fā)器燃燒室；12第三段蒸發(fā)器燃燒室；13終極濃縮液出水管；14為第一段蒸發(fā)器蒸發(fā)室；15為第二段蒸發(fā)器蒸發(fā)室；16為第三段蒸發(fā)器蒸發(fā)室。
具體實施方式
將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的實施例。這里，需要注意的是，在附圖中，將相同的附圖標記賦予基本上具有相同或類似結(jié)構(gòu)和功能的組成部分，并且將省略關(guān)于它們的重復描述。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例，提供了一種用于處理高鹽有機廢液的三段式浸沒燃燒蒸發(fā)器，以及相應地提供了一種方便、高效、經(jīng)濟的高鹽有機廢液的″汽提+蒸發(fā)+濃縮″三段式浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮工藝，具體地，三段式浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮工藝可以以低品質(zhì)燃氣(如厭氧沼氣、填埋氣、垃圾熱解氣等)或者其它商品燃料為能源，采用浸沒燃燒蒸發(fā)技術(shù)，分為污染物汽提、水分蒸發(fā)和終極濃縮三段；所述三段濃縮反應器由均配有獨立燃燒器的浸沒燃燒蒸發(fā)器串聯(lián)組成。第一段蒸發(fā)器的作用為料液升溫和汽提，從高鹽有機廢液中趕出盡可能多的揮發(fā)性有機物，同時所述第一段蒸發(fā)器的燃燒室是第三段燃燒室產(chǎn)生的蒸汽焚毀場所；第二段蒸發(fā)器的作用為蒸發(fā)水分，蒸汽冷凝后達標排放，第二段蒸發(fā)器的燃燒室為第一段蒸發(fā)器的汽提污染物焚毀提供場所；第三段蒸發(fā)器的作用為終極濃縮，此時由于污染物濃度較高，產(chǎn)生的蒸汽中不可避免有飛沫夾帶情況，蒸汽輸送至所述第一段蒸發(fā)器的燃燒室焚毀。
下面結(jié)合圖1具體說明。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的高鹽有機廢液的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置的結(jié)構(gòu)框圖以及處理工藝流程圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的高鹽有機廢液的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置包括串聯(lián)的第一級蒸發(fā)器1、第二級蒸發(fā)器2和第三級蒸發(fā)器3，其中每一級蒸發(fā)器1、2、3都包括燃燒室10、11、12和蒸發(fā)室14、15、16，進行浸沒燃燒蒸發(fā)；對高鹽有機廢液的處理步驟包括：高鹽有機廢液進入第一級蒸發(fā)器1的蒸發(fā)室14進行汽提，得到的廢液進入第二級蒸發(fā)器2的蒸發(fā)室15進行水分蒸發(fā)，得到的廢液進入第三級蒸發(fā)器3的蒸發(fā)室16進行濃縮，得到的最終濃縮液排出系統(tǒng)外。
作為示例，高鹽有機廢水的具體處理步驟可以如下：高鹽有機廢水由進水管4進入第一段蒸發(fā)器1的蒸發(fā)室14，由第一段蒸發(fā)器的燃燒室10以填埋氣體或者其它商品燃料為能源燃燒后產(chǎn)生的高溫燃氣(850-1100℃)進行浸沒燃燒蒸發(fā)，第一段蒸發(fā)器1產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體，主要由揮發(fā)性有機物、水蒸汽、二氧化碳、氮氣組成，經(jīng)由第一段蒸汽管5進入第二段蒸發(fā)器2的燃燒室11，經(jīng)過第一段蒸發(fā)器1初步濃縮的滲濾液(89-95℃)經(jīng)第二段蒸殘液管6進入第二段蒸發(fā)器2的蒸發(fā)室15進一步蒸發(fā)濃縮；經(jīng)由第一段蒸汽管5來的蒸汽在燃燒室11中以填埋氣體或者其它商品燃料為能源燃燒后產(chǎn)生的高溫條件(850-1100℃)下去除有害污染物，之后該高溫氣體作為第二段蒸發(fā)器2的蒸發(fā)室15的熱源；第二段蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體，主要由水蒸汽、二氧化碳、氮氣組成，蒸汽經(jīng)第二段蒸汽管8對空排放，在第二段蒸發(fā)器蒸發(fā)室15中濃縮的廢水進入第三段蒸發(fā)器3中的蒸發(fā)室16中進行最終的蒸發(fā)濃縮。第三段蒸發(fā)器3主要作用是濃縮，高溫控制在850-1100℃，在第三段蒸發(fā)器蒸發(fā)室16中產(chǎn)生的蒸汽進入第一段蒸汽燃燒室10中進行焚毀，最終濃縮液出水經(jīng)13排出系統(tǒng)外進行后續(xù)處理。
優(yōu)選地，第一級蒸發(fā)器的濃縮倍數(shù)控制在1.5倍以下。
高鹽有機廢液例如為滲濾液。
優(yōu)選地，第一級蒸發(fā)器排出的廢液溫度為89-95℃。根據(jù)本發(fā)明實施例的高鹽有機廢液的浸沒燃燒蒸發(fā)濃縮裝置及工藝，具有如下特點和優(yōu)勢：1)″汽提+蒸發(fā)+濃縮″三段式蒸發(fā)工藝，三段蒸發(fā)各自獨立，又相互輔助，分別實現(xiàn)污染物的汽提、水分的蒸發(fā)、最終濃縮等功能；2)在第一段蒸發(fā)器，通過汽提與焚燒實現(xiàn)了揮發(fā)性污染物的控制與去除；在第3段蒸發(fā)器，通過焚燒實現(xiàn)了高濃度霧沫夾帶的控制與去除，從而在蒸發(fā)過程中實現(xiàn)了污染物的高效控制；3)污染物的汽提與水分的蒸發(fā)分別由兩級獨立的蒸發(fā)器實現(xiàn)，少量能耗實現(xiàn)污染物的分離，節(jié)能效果；4)濃縮功能獨立，可以濃縮程度很高，不影響冷凝水質(zhì)，蒸汽焚毀。
前面的浸沒燃燒蒸發(fā)裝置由三級蒸發(fā)器串聯(lián)組成，不過根據(jù)需要可以由四級蒸發(fā)器乃至更多級蒸發(fā)器串聯(lián)組成。
在上面詳細描述了本發(fā)明實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對這些實施例進行各種修改，組合或子組合，并且這樣的修改應落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。