一种垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法技术

本发明专利技术属于环保领域，公开了一种垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法，该方法采用蒸发器将垃圾渗滤液中的挥发性有机物、氨氮、水转化为气相；无法蒸出的高沸点有机污染物与无机盐类物质经减压蒸发器进一步浓缩形成混合浆料，随后输送至热解炉，氧气氛围下进行高温热解。整个过程净化出水指标均能够满足国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》；并且该方法综合利用了净化水余热、蒸汽潜热和临氧裂解反应热，显著降低了净化过程能耗，无二次污染生成。无二次污染生成。无二次污染生成。

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法


[0001]本专利技术涉及一种垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法，属于环境保护领域，应用于高含盐生活垃圾渗滤液处理。

技术介绍

[0002]垃圾渗滤液中含有的生物难降解有机物、无机盐、重金属等污染物，直接排放将会污染土壤和自然水体，严重威胁生态环境和人类健康。专利CN115477390A公开了一种“生化反应+膜分离”组合工艺，这也是目前垃圾渗滤液处置的常用方法。根据水质水量不同，生化反应和膜分离的工艺流程和二者的具体组合形式会有差异，如专利CN109553185A公开了一种“超滤
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纳滤
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反渗透”多级膜串联净化垃圾渗滤液的方法以及专利CN108911132A公开的“微生物硝化
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反硝化”净化垃圾渗滤液的方法。然而，这种传统的组合工艺有以下弊端：基于厌氧
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好氧的生物处理过程会产生大量活性污泥，需要脱水、干化、焚烧等额外的处理流程或者外送委托三方进行处置，极大增加了工艺操作成本和设备投入资金。多级膜分离技术虽然可以实现净化水达标排放，但是伴生的膜浓缩液中含有大量的难降解有机物、杂盐等污染物，相较于原始渗滤液处置难度更大。专利CN110482632A公开了一种膜浓缩液的蒸发处置方法，但是直接蒸发将消耗大量的能量，蒸发水汽中富含的蒸汽潜热直接被释放环境中造成了能源的浪费。专利CN217627972U公开了一种多级MVR技术处置膜浓缩液的方法。虽然采用多级蒸发技术综合利用了蒸发过程产生的蒸汽能量，但是该方法仍会产生含难降解有机物的固体废弃物，并未从根本上去除膜浓缩液中的难降解有机物，最终形成的固体废弃物需要通过外送至焚烧厂进行进一步处置。专利CN112794571B公开了一种高级氧化法处理垃圾渗滤液的技术。但高级氧化技术对小分子污染物的净化效率低，在实际应用中形成独立净化工艺，还存在反应条件苛刻、处理效率差等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有垃圾渗滤液处理技术中存在膜浓缩液处置困难、蒸发过程能耗高、难降解有机物氧化反应效率低等问题，摒弃传统的生物处置和膜处置过程，提供了一种基于蒸发和反应集成的低能耗垃圾渗滤液处理方法。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法，包括以下步骤：垃圾渗滤液预热后经蒸发浓缩分别获得含有高沸点有机污染物和无机盐的浓缩液以及含有挥发性有机物和轻组分的水蒸汽；
[0006]含有高沸点有机污染物和无机盐的浓缩液经减压蒸发进一步浓缩后形成混合浆料进入热解过程，在纯氧中通过高温热解将高沸点有机物裂解为含气态有机物的热解气；得到的热解气与含有挥发性有机物和轻组分的水蒸汽通入临氧裂解反应装置，其中有机污染物和游离氨在催化剂的作用下转化小分子。
[0007]本专利技术技术方案中：临氧裂解反应释放的热量由反应蒸汽带出装置，在蒸发器中
作为热媒蒸发预热后的垃圾渗滤液，反应蒸汽换热完成后形成蒸汽冷凝液作为热媒在预热器中加热原料垃圾渗滤液。
[0008]本专利技术技术方案中：所述的垃圾渗滤液COD浓度为5000～100000mg/L，NH3‑
N浓度为800～3000mg/L，盐的质量分数为0.1～2％。
[0009]本专利技术技术方案中：所述的预热器中蒸汽冷凝液温度为95～100℃，垃圾渗滤液由常温状态下经预热后温度达到45～55℃；
[0010]所述的蒸发器蒸出的挥发性有机物和轻组分的水蒸汽温度为100～120℃。
[0011]本专利技术技术方案中：所述的减压蒸发器的温度范围为60～95℃；减压蒸发器中的压力为10～30kPa。
[0012]本专利技术技术方案中：所述的热解炉温度范围为400～700℃。
[0013]本专利技术技术方案中：所述的临氧裂解反应装置中的催化剂类型为酸性硅铝封装金属氧化物，即：金属氧化物@酸性硅铝；
[0014]所述的金属氧化物为氧化钒、氧化铜、氧化铈、氧化锰、氧化钴中的一种或两种；所述的酸性硅铝为Y型、β型分子筛和无定形硅铝中的一种；所述的金属氧化物的负载量为10～35％。
[0015]本专利技术技术方案中：所述的临氧裂解反应温度为250～350℃，空速10～500h
‑1，临氧裂解反应器出口蒸汽温度为300～450℃。
[0016]在一些更为具体的技术方案中：
[0017]所述的临氧裂解催化剂金属氧化物@酸性硅铝是基于双溶剂法制备的，包括如下步骤：
[0018](1)将酸性硅铝置于真空干燥装置，在温度150～200℃、真空度为15～25Pa条件下活化5～10h；
[0019](2)活化后的酸性硅铝置于疏水溶剂环己烷或正己烷和水的混合溶液中，搅拌均匀后添加金属氧化物前驱体金属氯化盐；
[0020](3)经旋转蒸发仪去除疏水溶剂和水后干燥，得到的固体于400～600℃的高温下热处理4～6h；热处理后金属氯化盐转化为金属氧化物，最终得到酸性硅铝封装金属氧化物催化剂。
[0021]所述的疏水溶剂环己烷或正己烷和酸性硅铝的质量比为30：1～50：1；
[0022]所述的金属氯化盐为氯化钒、二水合氯化铜、七水合氯化铈、四水合氯化锰、六水合氯化钴中的一种或两种。
[0023]本专利技术技术方案中，所述的压力为表压。
[0024]本专利技术的有益效果体现在：
[0025](1)处理结果所有要求指标均能够满足国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》；
[0026](2)本方法未生成生物污泥和膜浓缩液、无二次污染生成，无需额外的过程处置二次污染物；
[0027](3)本方法充分利用处置过程水的显热、蒸汽潜热和临氧裂解反应热，极大降低了净化过程能耗；
[0028](4)本方法处置垃圾渗滤液中产生的固体盐中有机物指标TOC≤10.0mg/kg，可通过氯碱工业回收利用。
附图说明
[0029]图1为本专利技术一种垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法流程图。
具体实施方式
[0030]以下通过实施案例对本专利技术进行进一步的阐述。
[0031]实施例1
[0032]待处理的垃圾渗滤液COD浓度为5000mg/L，氨氮浓度为3000mg/L，盐含量为2％。如图1，预热过程中热媒蒸发冷凝液温度为100℃，冷媒垃圾渗滤液经预热器换热后升温至45℃通入蒸发器。蒸发器中热媒来源于临氧裂解反应器的出口蒸汽，蒸汽温度为300℃，蒸发出温度为100℃的含有挥发性有机物和轻组分的水蒸汽。
[0033]经蒸发器蒸发后的残留的含有高沸点有机污染物和无机盐的浓缩液通入温度为60℃、压力为30kPa减压蒸发器；进一步蒸发水分后获得含有难降解有机物和盐的混合废弃物输送至热解炉，其工作温度为400℃；在纯氧中通过高温热解将高沸点有机物裂解为含有机物的热解气。在该条件下，经热解后的废盐中有机物中TOC＝10.0mg/kg。含有挥发性有机物、氨氮等轻组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法，其特征在于，包括以下步骤：垃圾渗滤液预热后经蒸发浓缩分别获得含有高沸点有机污染物和无机盐的浓缩液以及含有挥发性有机物和轻组分的水蒸汽；含有高沸点有机污染物和无机盐的浓缩液经减压蒸发进一步浓缩后形成混合浆料进入热解过程，在纯氧中通过高温热解将高沸点有机物裂解为含气态有机物的热解气；得到的热解气与含有挥发性有机物和轻组分的水蒸汽通入临氧裂解反应装置，其中有机污染物和游离氨在催化剂的作用下转化小分子。2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法，其特征在于：临氧裂解反应释放的热量由反应蒸汽带出装置，在蒸发器中作为热媒蒸发预热后的垃圾渗滤液，反应蒸汽换热完成后形成蒸汽冷凝液作为热媒在预热器中加热原料垃圾渗滤液。3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法，其特征在于：所述的垃圾渗滤液COD浓度为5000～100000mg/L，NH3‑
N浓度为800～3000mg/L，盐的质量分数为0.1～2％。4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液分离反应多段集成净化的方法，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张竹修，乔旭，魏涛，汤吉海，周子涵，狄鸿祥，樊京豪，崔咪芬，张羽扬，陈献，费兆阳，刘清，夏铭，
申请(专利权)人：南京资环工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：