高效低溫蒸發(fā)技術(shù)在dro濃水減量化中的應(yīng)用

目前，生活垃圾填埋場和焚燒場的垃圾處理方法主要是“預(yù)處理、生物化學和深度處理”。該工藝可保障處理后出水符合納管標準、填埋場排放標準或者回用水標準。由于排放標準要求的不斷提升，因此垃圾滲濾液膜深度處理系統(tǒng)的引入會導(dǎo)致處理過程中會產(chǎn)生大量膜濃縮液。膜深度處理屬于物理過濾處理方法，導(dǎo)致大量污染物均進入濃水中，難以實現(xiàn)合理處置。以焚燒電廠為例，垃圾滲濾液膜濃縮液主要采用石灰漿制備和入爐回噴2種方式進行處理針對膜濃縮液，工程上采用高壓蝶管式反滲透（DTRO）系統(tǒng)進行減量化處理，多效（MED）或機械式蒸汽再壓縮（MVR）蒸發(fā)器、浸沒式燃燒蒸發(fā)（SCE）進行直接蒸發(fā)處置等，但均存在運行上的難點針對現(xiàn)有垃圾焚燒電廠滲濾液膜深度處理系統(tǒng)DTRO濃水難以消納與處理的問題，本研究首次應(yīng)用高效低溫蒸發(fā)技術(shù)處理焚燒電廠DTRO膜濃縮液。低溫蒸發(fā)采用增濕-除濕原理通過中試考察低溫蒸發(fā)技術(shù)用于DTRO濃水減量化的可行性，并初步評估該技術(shù)的經(jīng)濟性。1實驗部分1.1增濕器蒸發(fā)分鹽圖1為DTRO濃水低溫蒸發(fā)工藝流程，蒸發(fā)器包含增濕器與減濕器2部分。DTRO濃水來自上游處理RO濃水的DTRO系統(tǒng)，DTRO濃水經(jīng)2級加熱系統(tǒng)達到指定溫度后送入增濕器頂部。濃水與空氣在增濕器內(nèi)進行逆流換熱接觸，實現(xiàn)鹽水分離的脫鹽過程。增濕器下部排出高鹽濃水并進行循環(huán)濃縮，以達到指定濃縮倍率。而增濕器頂部加濕空氣隨后送入減濕器實現(xiàn)空氣、水蒸氣冷凝分離。為提高能量利用率，減濕器底部清水與DTRO濃水進行換熱降溫，而減濕器出口尾氣送入滲濾液站除臭管道進行進一步處理。本次中試加熱器采用電廠低壓蒸汽作為熱源。1.2u3000系統(tǒng)及旁路排鹽系統(tǒng)o相關(guān)工藝DTRO濃縮低溫蒸發(fā)中試在某垃圾焚燒電廠內(nèi)實施，系統(tǒng)處理量為5t/d。設(shè)計進水COD為3～4g/L，總硬度（以CaCODTRO濃水進水溫度為85～93℃，蒸發(fā)塔得到濕熱空氣溫度為75～80℃；蒸發(fā)塔頂濕熱空氣送入冷凝器進行氣液直接接觸冷凝，經(jīng)冷凝器交換熱量后，得到塔頂外排空氣溫度為50～55℃，而塔底排出循環(huán)水溫度達到60～65℃。塔底循環(huán)熱水進入預(yù)熱器后加熱DTRO原水，自身冷卻至40～48℃。當蒸發(fā)器循環(huán)物料含鹽量達到設(shè)定值，則由旁路排出系統(tǒng)。冷凝器產(chǎn)水根據(jù)液位控制定時外排。蒸發(fā)器與冷凝器均在常壓下操作。2結(jié)果與討論2.1低溫蒸發(fā)系統(tǒng)處理效果圖2為運行期間低溫蒸發(fā)系統(tǒng)進水與外排高鹽濃縮液TDS含量。由圖2可知，DTRO濃水TDS的質(zhì)量濃度達到43～53g/L，平均為49g/L。經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)濃縮后，外排濃縮液TDS的質(zhì)量濃度達到150g/L，特別地在運行末期提高濃縮倍數(shù)，最終濃縮液S的質(zhì)量濃度可達220g/L。由此可見，低溫蒸發(fā)可對DTRO濃水進一步濃縮，并達到接近飽和鹽分。圖3為運行期間低溫蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)水TDS含量。由圖3可知，由于運行前期參數(shù)調(diào)節(jié)，使出水TDS的質(zhì)量濃度最高達到490mg/L；但隨著運行穩(wěn)定后，產(chǎn)水TDS的質(zhì)量濃度穩(wěn)定在50～100mg/L。盡管如此，低溫蒸發(fā)系統(tǒng)脫鹽率與一般RO膜脫鹽率水平相當，脫鹽率達到99.8%以上，產(chǎn)水TDS含量滿足出水設(shè)計要求。圖4為低溫蒸發(fā)系統(tǒng)進水與外排高鹽濃縮液硬度和堿度。由圖4可知，低溫蒸發(fā)系統(tǒng)進水硬度和堿度較高，其中進水硬度最高達到3.1g/L，這與滲濾液水質(zhì)及前端化學軟化運行狀況波動有關(guān)；而進水平均堿度為2.9g/L。經(jīng)低溫蒸發(fā)系統(tǒng)濃縮后，得到的高鹽濃縮液平均硬度達到4.1g/L，堿度達到4.9g/L。此外，中試連續(xù)運行期間，僅對進水預(yù)熱器、加熱器進行在線化學清洗與切換，主體蒸發(fā)器未進行清洗。由此可知，低溫蒸發(fā)系統(tǒng)由于較好的運行策略與裝置設(shè)計，主體蒸發(fā)器可耐受較高的高鹽廢水結(jié)垢離子濃度，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。圖5為低溫蒸發(fā)系統(tǒng)進水、產(chǎn)水與外排高鹽濃縮液pH。通過調(diào)控DTRO系統(tǒng)運行狀況，DTRO濃水，即低溫蒸發(fā)系統(tǒng)進水pH基本為中性，高鹽濃縮液pH提高有原因是HCO表1為低溫蒸發(fā)中試系統(tǒng)水質(zhì)第3方檢測結(jié)果。由表1可知，產(chǎn)水水質(zhì)符合設(shè)計要求。由此說明，低溫蒸發(fā)系統(tǒng)具有出色的脫鹽率、氯離子去除率以及有機物去除率。外排濃縮液TDS接近同等飽和NaCl溶液的含鹽量，進一步可送入下一個結(jié)晶單元。2.3b/t1498-33-1994和gb/t1465-受表2為中試系統(tǒng)冷凝器頂部外排不凝氣體第3方檢測結(jié)果，檢測方法按GB/T14678-1993和與GB/T14675-1993由表2可知，不凝氣主要臭味氣體含量均在標準范圍之內(nèi)。臭氣濃度為309，由此說明不凝氣有一定異味，可直接接入電廠滲濾液臭氣管道進一步處理。2.4經(jīng)濟指標圖6為低溫蒸發(fā)中試系統(tǒng)運行設(shè)備功耗指標?？梢娖骄臑?9.6kW/m運行還包含阻垢劑、換熱器清洗劑費用，合計費用為3.0元/m3dtro濃水蒸發(fā)處理低溫蒸發(fā)技術(shù)作為垃圾滲濾液DTRO高鹽廢水處理的新脫鹽工藝首次在項目上進行中試連續(xù)運行，結(jié)果表明：1）可適用于垃圾滲濾液DTRO濃水的減量化處理，該技術(shù)對DTRO濃水減量化明顯，蒸發(fā)溫度較低，系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)可直接