本實(shí)用新型涉及垃圾滲濾液處理領(lǐng)域，具體為一種節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置及工藝（Sequencing Heat Pump Evaporate，簡稱“SHPE”）。

背景技術(shù)：

現(xiàn)行的垃圾滲濾液處理工藝主要分為生物+膜工藝和蒸發(fā)工藝，生物+膜工藝較為成熟穩(wěn)定，應(yīng)用較多，但其存在工藝流程長、占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高、投資大等缺點(diǎn)，同時近30%反滲透濃縮液的最終處置也一直沒能解決。故而今年來越來越多的地方采用蒸發(fā)工藝。雖然垃圾滲濾液成分復(fù)雜、生物毒性大，生化處理很困難，但采用MVR蒸發(fā)處理就使問題變得簡單。MVR蒸發(fā)工藝占地面積僅為生化+膜工藝的20%~30%，蒸發(fā)后濃液量僅為原液的10%；此外蒸發(fā)工藝還具有流程短、操作簡單、隨開隨停等優(yōu)點(diǎn)；但實(shí)際項(xiàng)目中蒸發(fā)處理工藝易結(jié)垢、清洗頻率高、一般3-5天需停機(jī)清洗一次，每停機(jī)一次，需消耗約250~350KWH啟動能耗，且藥耗大。上述缺點(diǎn)制約了其進(jìn)一步發(fā)展。

導(dǎo)致結(jié)垢的物質(zhì)可分為有機(jī)物與無機(jī)物，其中無機(jī)物主要為鈣鎂硅鹽類，例如碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂以及硅酸鈣鎂沉積物，其中以鈣鹽為主，有機(jī)物主要為腐殖酸類，對某項(xiàng)目MVC設(shè)備中結(jié)垢取樣分析，鈣鎂鹽顆粒構(gòu)成“骨架”，腐殖酸類呈膠體狀，構(gòu)成“粘合劑”，兩種物質(zhì)復(fù)合形成的垢具有硬度高，粘度大，清洗困難等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響設(shè)備長效運(yùn)行；解決上述結(jié)垢問題，常規(guī)方法有軟化法和阻垢劑法，采用預(yù)處理藥劑軟化去除鈣鎂離子則存在加藥成本過高，且殘留的鈣鎂離子依舊會結(jié)垢；采用阻垢劑，則加藥成本過高，且由于滲濾液中污染物成分復(fù)雜且多樣化，常常與阻垢劑發(fā)生某種反應(yīng)，從而導(dǎo)致阻垢劑失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型目的在于提供一種用于處理垃圾滲濾液，延長結(jié)垢時間的節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置。

本實(shí)用新型所述的節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置，它包括用于對原液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)包括濃液換熱器、蒸餾水換熱器、不凝氣體換熱器、循環(huán)泵、具有蒸發(fā)腔和冷卻腔的蒸發(fā)室、分離室、熱泵、蒸餾水罐；該節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置還包括對原液通過熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后所得的一次濃縮液進(jìn)行凈化的二次凈化系統(tǒng)；原液輸出口分別與濃液換熱器和蒸餾水換熱器的冷媒介質(zhì)入口相連；濃液換熱器和蒸餾水換熱器的冷媒介質(zhì)出口均與不凝氣體換熱器的冷媒介質(zhì)入口相連；不凝氣體換熱器的冷媒介質(zhì)出口接循環(huán)泵，循環(huán)泵的出口分別與蒸發(fā)室的蒸發(fā)腔底部入口、濃縮泵相連；蒸發(fā)腔頂部出口與分離室的氣體入口相通；分離室的氣體出口與熱泵的入口相連，熱泵的出口與蒸發(fā)室的冷卻腔入口相通；蒸發(fā)室的冷卻腔出口與不凝氣體換熱器的熱媒介質(zhì)入口相連；蒸發(fā)室的蒸發(fā)腔底部液體出口與蒸餾水罐的入口相通；蒸餾水罐的底部液體出口經(jīng)蒸餾水泵與蒸餾水換熱器的熱媒入口相通；蒸餾水罐的頂部氣體出口與分離室的氣體入口相通；濃縮泵的出口與濃液換熱器的熱媒入口相通；濃液換熱器的熱媒出口與二次凈化系統(tǒng)的進(jìn)液口相通；二次凈化系統(tǒng)的出液口分別與濃液換熱器和蒸餾水換熱器的冷媒介質(zhì)入口相連。

上述的節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置，二次凈化系統(tǒng)為離心分離機(jī)或混凝沉淀裝置。

上述的節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置，熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)中，原液或二次凈化液先經(jīng)濃液換熱器和/或蒸餾水換熱器加熱，再經(jīng)不凝氣體換熱器加熱，再通過循環(huán)泵送入蒸發(fā)室進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)后的氣體進(jìn)入分離室進(jìn)行氣液分離，氣液分離得到的濃縮液經(jīng)濃液泵送至濃液換熱器冷卻后再送入二次凈化系統(tǒng)；氣液分離得到的二次蒸汽送入蒸汽壓縮機(jī)加壓升溫后，送入蒸發(fā)室換熱冷卻，得到的蒸餾水送至蒸餾水罐，蒸餾水罐中的蒸餾水送至蒸餾水換熱器進(jìn)行冷卻；蒸發(fā)室的不凝氣體送入不凝氣體換熱器進(jìn)行冷卻。

本實(shí)用新型還提供了一種用于處理垃圾滲濾液，延長結(jié)垢時間的節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)工藝（Sequencing Heat Pump Evaporate，簡稱“SHPE”）。

本實(shí)用新型所述的節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)工藝，采用熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)將原液濃縮至20%~25%，濃縮倍數(shù)為4~5倍，得到一次濃縮液；一段時間后，熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)停止對原液進(jìn)行處理，把一次濃縮液采用二次凈化系統(tǒng)經(jīng)過混凝沉淀及過濾后，再投加硫酸鈣，CaSO₄晶核吸附廢水中產(chǎn)生的鈣、鎂、硅等形成的沉淀；將凈化后的二次凈化液送入熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，將二次凈化液濃縮2-2.5倍，形成原液量5%-10%的二次濃縮液排放。

上述的節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)工藝，一次濃縮液經(jīng)過混凝沉淀及過濾后，投加硫酸鈣之前的懸浮物濃度≤50mg/L。

上述的節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)工藝，原液或二次凈化液先經(jīng)濃液換熱器和/或蒸餾水換熱器加熱，再經(jīng)不凝氣體換熱器加熱，再通過循環(huán)泵送入蒸發(fā)室進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)后的氣體進(jìn)入分離室進(jìn)行氣液分離，氣液分離得到的濃縮液經(jīng)濃液泵送至濃液換熱器冷卻后再送入二次凈化系統(tǒng)；氣液分離得到的二次蒸汽送入蒸汽壓縮機(jī)加壓升溫后，送入蒸發(fā)室換熱冷卻，得到的蒸餾水送至蒸餾水罐，蒸餾水罐中的蒸餾水送至蒸餾水換熱器進(jìn)行冷卻；蒸發(fā)室的不凝氣體送入不凝氣體換熱器進(jìn)行冷卻。

本實(shí)用新型的有益效果：蒸發(fā)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，結(jié)垢的形成過程為，循環(huán)母液在不斷與換熱管表面接觸過程中，其析出的鈣鎂離子及腐殖酸類粘附在換熱管表面，長時間逐步累積導(dǎo)致最終垢層，其結(jié)垢程度與易結(jié)垢物質(zhì)析出量有關(guān)，析出越多，結(jié)垢形成越快，同時與接觸時間有關(guān)，接觸時間越長，結(jié)垢越多；降低循環(huán)母液結(jié)垢物質(zhì)濃度及其與換熱面接觸時間可有效延緩結(jié)垢程度；由于循環(huán)量一般為進(jìn)液量的25-250倍左右，故循環(huán)母液的污染物濃度與濃液相同。

根據(jù)上述原理分析，本實(shí)用新型在于熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)對垃圾滲濾液進(jìn)行分段濃縮并進(jìn)行二次液凈化處理，輔助采用硫酸鈣晶核吸附鈣鎂離子，可有效延長運(yùn)行周期，降低清洗頻率及藥耗。

附圖說明

圖1是節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置的原理框圖。

圖2是節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參見圖1所示的節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置，由熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)、二次液凈化儲存系統(tǒng)組成。垃圾滲濾液通過熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后得到一次濃縮液，一次濃縮液送入二次液凈化儲存系統(tǒng)進(jìn)行凈化得到二次凈化液。二次凈化液先存貯，等到垃圾滲濾液處理一段時間后，停止對垃圾滲濾液處理，再把存貯的二次凈化液送入熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮得到二次濃縮液。

節(jié)能型序批次熱泵蒸發(fā)裝置的具體組成參見圖2，熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)由分離室、蒸餾水換熱器、濃液換熱器、不凝氣體換熱器、一次濃縮液泵、二次濃縮液泵（一次濃縮液泵、二次濃縮液泵可以合并為一個濃縮液泵。圖2中，為了更清楚的顯示一次濃縮液、二次濃縮液的流動線路，畫出了一次濃縮液泵和二次濃縮液泵）、循環(huán)泵、蒸餾水泵、蒸餾水罐等組成；

二次液凈化系統(tǒng)可以為離心分離裝置或混凝沉淀裝置，一次濃縮液經(jīng)二次液凈化系統(tǒng)凈化后得到的二次液，二次液懸浮物濃度降低至50mg/L以下。

整套系統(tǒng)過程采用PLC進(jìn)行自動控制，根據(jù)蒸汽壓縮機(jī)進(jìn)出口壓差值自動切換原液與一次濃液處理，并進(jìn)行自動清洗，操作簡便。

其具體工作過程。熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)首先將滲濾液濃縮至20%~25%左右，濃縮倍數(shù)為4~5倍，濃度僅為傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)的40%~50%，鈣鎂離子及腐殖酸析出量較少，設(shè)備可穩(wěn)定運(yùn)行一個月以上；殘留的20%~25%的一次濃液經(jīng)過混凝沉淀及過濾后懸浮物濃度≤50mg/L，一次濃液把暫存于濃液罐中，一段時間后，熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)停止對滲濾液原液進(jìn)行處理，改為處理一次濃液。把一次濃縮液送入熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)之前，先投加部分硫酸鈣（硫酸鈣加入量一般為一次濃縮液的5-10wt%，且二次濃縮液進(jìn)行部分回收循環(huán)利用，降低藥耗），CaSO₄晶核可懸浮于廢水中，同時其形成的晶核比表面積較大，很容易吸附廢水中產(chǎn)生的鈣、鎂、硅等形成的沉淀。一次濃縮液經(jīng)過二次凈化后送入熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行濃縮，將二次凈化液濃縮2-2.5倍，形成原液量5%-10%左右的二次濃縮液排放，處理完畢后立即對設(shè)備進(jìn)行清洗，此時由于前段處理原液結(jié)垢程度較輕，后段處理濃液由于量較少，僅為原液的20%~25%，且經(jīng)過二次凈化，去除一部分結(jié)垢物質(zhì)，在二次蒸發(fā)過程中，其處理時間較短，析出物與換熱面接觸時間較短，結(jié)垢程度不高，容易清洗；本系統(tǒng)可有效延長運(yùn)行周期，降低清洗頻率，本系統(tǒng)無需前段軟化處理及投加阻垢劑，有效降低藥耗。