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概述MVC工艺处理垃圾渗滤液的原理

MVC工艺,即(低能耗)机械蒸汽压缩蒸发(MechanicalVaporCompression)工艺,是目前现有蒸发工艺中能耗效率最高的、具有去除有机物功能的蒸发工艺,其主要构成包括热交换组件和蒸汽压缩机。它应用薄膜蒸发原理,在自动控制系统的控制下,可实现连续稳定的蒸发与分离。 其原理在上世纪初以前就已经有了研究,基于控制水平和机械加工水平的限制,直到20世纪70年代才开始在美国海军舰艇中用作从海水中分离出淡水,为远洋舰艇提供淡水补给。 
  由于该工艺具有能耗低、出水水质优良、运行管理方便等特点,所以在过去的四十年中,不断被应用到其他的行业,如用于高浓度无机盐废水处理、高浓度有机废水处理,也应用于纯水制备和高浓度化工废液的浓缩,近年来在国内外经常用于垃圾渗滤液的处理等,目前MVC装置在全世界不同行业有上千套系统在运行。 
  MVC低能耗蒸发工艺主要是运用蒸汽的特性,当蒸汽被压缩机压缩时,其压力和温度得到逐步提升,当较高温度的蒸汽进入蒸发器的换热管束里,而冷水在管外喷淋时,蒸汽在管里面冷凝形成冷凝水,蒸汽的热函传给管外的喷淋水,这样连续进行蒸发。在整个系统中能量的输入只有压缩机的马达和很小的保持系统稳定操作的浸入式加热器。 
  MVC蒸发工艺处理垃圾渗滤液的工作原理:
  渗滤液来水被泵入2个热交换器,即浓液冷却器和蒸馏水冷却器(即上图中的能量回收集置),这样来水被排出系统的浓液和蒸馏水进行预热,与此同时,排除系统的浓液和蒸馏水的温度也得到降低。经预热后的渗滤液来水与已浓缩的、储存于装置底部热井中的浓液,通过循环泵混合后,泵入蒸发室上部设置的均匀布水喷嘴系统,渗滤液被均匀喷淋于热交换管束外表面上并形成液膜,液膜在从热交换管束向下流动的过程中,渗滤液被加热沸腾蒸发,残余部分即浓缩液收集于蒸发器下部热井中。

蒸发发生在管束外表面,形成的再生蒸汽,通过高效的蒸汽压缩机将蒸汽的压力和温度提高,形成饱和蒸汽进入热交换管束的内部,一方面将热能传递给管束外表面的渗滤液薄膜以形成蒸发,另一方面,该饱和蒸汽在管束内被冷却,形成的蒸馏水被收集到储水腔后闪蒸到一个脱气塔,闪蒸可以非常有效的消除可能重新冷凝到蒸馏水中的有机气体,除气器可以使得蒸馏水的水质更好。经脱气后的蒸馏水通过蒸馏水泵进入能量回收集置内进行再次热交换,冷却后的蒸馏水出水进入DI系统。 
  MVC系统启动时采用全电热方式,从冷机到正常运行一般在60分钟以内。一旦系统进入正常运行,浸入式的加热器自动保持蒸发器的压力稳定,每小时的运行时间约10分钟。正常工作时,除了压缩机和泵的动力消耗外,不再需要外部热量,蒸馏水的热量可回收用于预热原液,冷却后作为MVC蒸馏水出水。 
  根据设计的回收率,浓缩液自动阀在自控系统的控制下连续用泵排出,其排放前先进入能量回收装置,经热交换器换热将渗滤液原液预热到接近沸点温度。产生的浓缩液类似于反渗透工艺,不同之处是体积仅为渗滤液原液的5%~10%。 
  MVC蒸发产生的蒸馏水中除含有200~300mg/L的氨氮外,其他水质指标均远低于国家现行的排放标准。为解决水中的氨氮问题,后续采用DI离子交换系统,将蒸馏水中溶解的氨氮和总氮吸附,使其达标排放。当离子交换树脂饱和以后,采用4~5%的盐酸将树脂再生,循环往复。


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