渗滤液膜处理浓缩液的蒸发处理技术

2.3浸没燃烧蒸发+尾气焚烧组合工艺
这种技术自上个世纪80年代开始用于填埋场渗滤液处理，也是目前欧美国家所采用的主要技术。其特点是利用填埋气体为燃料，高温焚烧浸没燃烧蒸发产生的蒸发尾气，使尾气中所含有的挥发性污染物完全燃尽，以确保最终排放的尾气和冷凝液达标排放，如图3所示。虽然这种工艺技术可用于处理各种年龄段的填埋场渗滤液，并可达标排放，但是需要消耗大量的燃料。通常，浸没燃烧蒸发器与蒸发尾气燃烧器所消耗填埋气体量之比约为1:2；此外，也无法利用温度高达750℃以上的尾气中的热量。

图3浸没燃烧蒸发+尾气焚烧工艺示意图
与带有尾气处理的浸没燃烧工艺相比，该工艺系统流程较短，基建投资和运行费用也低。但是，由于该工艺技术对填埋气体需求量极大，一般处理l m3渗滤液需要约400~500m3填埋气体，因此只适合于填埋气体产生量相对较大、渗滤液产生量相对较小的少数填埋场。对于填埋气体产生量小或另有用途（如发电等）的填埋场，就很难为处理其渗滤液的处理提供如此大量的填埋气体。
2.4渗滤液蒸发的关键问题
包括深圳环卫综合处理厂在内的国内外科研机构对蒸发浓缩技术处理渗滤液进行了颇多尝试。由于渗滤液中存在大量挥发性有机物和氨氮，且在低pH值条件下挥发性有机物容易挥发，在高pH值条件下氨氮容易挥发，很难完全避免这些挥发性物质在蒸发过程中挥发进入冷凝液，因而没有得以推广。虽然通过反复调整渗滤液的pH值，可以在不同阶段分别控制有机污染物和NH3-N蒸出，但是，由于渗滤液本身具有顽强的酸碱缓冲体系，反复调节pH值需要添加大量的酸碱，成本很高、难以承受。因此，国外现有工艺或不考虑污染物的挥发，或对挥发的污物与水蒸汽一概不加区分地进行焚烧或物化处理。

3二阶段浸没燃烧蒸发技术
3.1二阶段浸没燃烧蒸发技术原理
清华大学环境科学与工程系经过多年探索研究开发了二阶段浸没燃烧蒸发技术，渗滤液的蒸发分为两个阶段执行，通过控制工艺条件使大量挥发性污染物在极短的时间内由第一阶段挥发进行焚烧处理；经第一阶段初步蒸发的渗滤液进入第二阶段继续蒸发浓缩，使水与不挥发性的溶质得到较有效的分离，所产生的蒸汽冷凝液视当地环保要求可直接排放或经过简单处理后排放。最终浓缩液含固率可达25%以上，主要含有盐类、大分子有机物和微量重金属，可采用固化技术对其进行处理。
3.2浸没燃烧蒸发设备
在浸没燃烧蒸发过程中，由于气流激烈扰动和气泡破裂形成的微小液滴不可避免地随蒸发尾气上升并最终可能被夹带出蒸发装置，因此雾沫夹带控制是提高浸没燃烧蒸发技术净化功能的另外一条重要的技术途径。为了有效抑制蒸发过程雾沫夹带、提高处理过程的去污性能，清华大学环境科学与工程系研究开发了具有自主知识产权的专有浸没燃烧蒸发器，极大地提高了蒸发器气液分离效果，确保蒸发冷凝液的良好水质。
3.3工艺流程
二阶段浸没燃烧蒸发工艺流程如图4所示。由两级浸没燃烧蒸发器组成，一级蒸汽在二级蒸发器的填埋气体燃烧室焚烧去除有害污染物，二级蒸发器产生的尾气主要为水蒸汽，可用于进料的预热。该工艺具有如下优点：
工艺流程短、设备投资远低于国外产品；两级蒸发器协同作用，分别实现污染物挥发焚烧和渗滤液蒸发浓缩功能，分工明确，处理效率高；控制上两级蒸发器各自独立，系统控制方便，自动化程度高；系统适应性和抗变负荷能力强，稳定性好，适用范围广；焚烧销毁污染物的热量作为第二级蒸发器的能量来源，冷凝液用于对渗滤液进料进行预热，能量利用科学而高效；与现有浸没燃烧蒸发工艺相比，能耗极低，同等处理规模，填埋气体用量最多可削减50％以上；可使渗滤液浓缩5~50倍以上，冷凝液水质能够达到二级标准以上，可有效控制填埋场渗滤液的污染。

图4二阶段浸没燃烧蒸发工艺示意图
3.4工程实例：北神树填埋场
北京市北神树卫生填埋场采用MBR+NF+RO工艺处理渗滤液，RO浓缩液采用二阶段浸没燃烧蒸发技术处理，处理规模为20m3/d，与国外同类技术相比，填埋气体消耗量节省了1/2~2/3。进出水水质见表1，主要技术经济指标见表2。
表1 二阶段浸没燃烧技术蒸发效果

表2主要技术经济指标