负压蒸发法处理生活垃圾填埋场渗滤液

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环境工程
２００６年４月第２４卷第２期

图１
填埋场负压蒸发工艺处理渗滤液整体流程示意图
２．１
负压蒸发工艺与操作

负压蒸发是该渗滤液处理工艺的核心单元，由预
处理和负压蒸发２段组成。预处理主要是进行ｐＨ调
理（调整ｎＨ至６—６．５，用于防止过多氨氮随水蒸汽
一同逸出以及防止碳酸盐在蒸发器内结垢）和预加热
（至５５℃，一次预热源为蒸发器冷凝液，二次预热源
为填埋气体锅炉冷却水）以及除气除沫处理。预处理
后的渗滤液在负压蒸发器中分离为冷凝液和浓缩液。
２．１．１负压蒸发器
该工艺所用的负压蒸发器示意于图２，蒸发器本
体为圆筒形，有蒸发腔和横向冷凝内管２个主要构
造；蒸发腔体均匀布设雾化进水喷嘴，上部为蒸汽收
集口；蒸发器的配套装置有真空泵和蒸汽压缩机。

渗滤液雾化进入温度为５５℃、绝对压强为
１８．２４
ｋＰａ的蒸发腔体，其中的水分利用预热获得的
和横向冷凝管内蒸汽冷凝释放的热量蒸发为蒸汽，蒸
汽由气体压缩机自收集口抽出并加压为饱和蒸汽，再
经横向冷凝管凝结为冷凝液，冷凝液和腔体内蒸发剩
余的浓缩液分别排出蒸发器，其中冷凝液还将经热交
换器对渗滤液作一次预热。蒸发器内的负压由真空泵
维持，而气体压缩机可看作蒸发进程的唯一能量源。
横向冷凝内管蒸汽导流管

嘲２负压蒸发器设备不意图
２．１．２负压蒸发的操作控制

负压蒸发的操作控制包括渗滤液水质限制、预处
理参数和蒸发操作参数３个部分。渗滤液水质限制
范围见表１；预处理出水的ｐＨ
６—６．５，温度５５℃；蒸
发器腔体压强１８．２４。２０．２６ｋＰａ，温度５５。６０℃，气
体压缩后蒸汽升温幅度５℃。

表１
负压蒸发水质控制范围

２．１．３负压蒸发处理效果
负压蒸发工艺一级蒸发器２００４年的实际运行效果见表２哺。。可见其对各种主要污染物的去除率均超过９０％。冷凝液可达到我国填埋场污染控制标准（ＧＢｌ６８８９．１９９７）排人城市污水厂的要求；同时，浓缩液进入二级蒸发器进行二次蒸发浓缩；冷凝液盐度甚低，几乎不含胶体和颗粒物，有利于采用反渗透作深度净化。表２负压蒸发处理水质效果项目ｐＨ——！！笆：！竺：１２１ｉ婴ｇ：！：１２１１咝：！：１２１ｆ！塔：！：！！预备罐渗滤液６．５０１１９３０１６４０８４０１８００蒸发器冷凝液８．８０３８０１６０７０８０蒸发器浓缩液５．４５９５５００１３４００８０００１７０００填埋场污染控制三级排放标准２．２浓缩液深度处理在该渗滤液负压蒸发处理工艺中，一次蒸发浓缩液进入工作原理相同的二次蒸发器中进行再次蒸发浓缩；其冷凝液与一次蒸发的一并作深度净化，二次
浓缩液以水泥固化后在填埋场内处置。进人二次蒸
发器的浓缩液由填埋气体锅炉冷却水作再次加热。
２．３冷凝液深度净化
深度净化采用低压反渗透工艺，操作压强６—
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ｂａｒ。反渗透出水水质见表３［６。，不仅达到了最严格

的排放标准，也可满足部分场内回用的要求（如车辆
冲洗、场内路面增湿与清洗等）。反渗透浓缩液回流
至场内渗滤液调蓄池循环处理。
蒸发冷凝液的水质保证了反渗透处理的经济性
与可靠性，实际操作中膜反冲洗频率仅为４，６次／ａ，
膜寿命可达５
ａ。

２．４
负压蒸发工艺总体物流平衡

在整个２００４年间，该填埋场渗滤液总处理量
３５６００ｔ；反渗透出水３１８００
ｔ，约占９０％；反渗透浓缩
液１８００ｔ，约占５％；二次蒸发浓缩液１６００ｔ，约占
４．５％。
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２．５本工艺运行费用分析该生活垃圾填埋场整套渗滤液处理流程，其运行费用主要为电力消耗、ｐＨ调理的药剂消耗、组件维修及更换费用、二级浓缩液的处理处置费用。折算成渗滤液的处理运行费用约为１００元／ｍ３，各部分所占比例见表４。表４渗滤液负压蒸发工艺运行费用组成％３渗滤液负压蒸发处理的工艺特点负压蒸发工艺与常压高温蒸发相比，主要的特点是：①没有设备腐蚀现象，设备使用寿命长；②需要的热源温度低，不影响填埋气的能源利用；③不产生大气污染负荷。其与现在应用较普遍的生物处理＋出水反渗透工艺＂，副比较，则蒸发相当于对生物处理的替代，其替代优势为：①对不同填龄的渗滤液均有稳定的处理效果，不存在生物处理对长填龄渗滤液失效的问题泔。；②出水的盐度、胶体含量更低，有利于降低反渗透环节的处理成本。４渗滤液负压蒸发处理在我国应用的前景分析渗滤液处理达标（ＧＢｌ６８８９—１９９７）是我国生活垃圾填埋场污染控制中的难点¨。，目前可行的处理工艺大致为：①采用生物（厌氧或好氧）＋物化（如混凝）工艺¨ｏ，处理后按标准中的三级限值接入城市污水处理厂；②采用生物＋膜处理（纳滤或反渗透）埔。，处理后按标准中的一级或二级限值排入水体。根据负压蒸发工艺在该生活垃圾填埋场的实际运行状况看，该工艺的蒸发环节可直接满足接管城市污水厂的处理要求；而对于排入水体的要求，用蒸发替代膜处理前的生物处理，同样具有改善膜处理经济性和可靠性的优势。由于我国与欧洲地区生活水平和生活习惯的不同，生活垃圾性质及组分有很大差别，进而导致填埋
场渗滤液的性质也存在巨大差异；因此该负压蒸发工
艺在我国的应用前提是必须针对我国生活垃圾渗滤
液的特性、尤其对我国低填龄渗滤液中高浓度的挥发
性有机物，如低分子有机酸、醇等在蒸发过程中的迁
移行为进行研究，评价其对蒸发处理效果的影响。
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作者通讯处何品晶２０００９２上海市四平路１２３９号
同济大学污
染控制与资源化研究国家重点实验室
电话（０２１）６５９８６１０４
Ｅ・ｍａｉｌ
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