[发明专利]一种用于垃圾渗滤液中氨氮回收的两级膜蒸馏装置

说明书

本发明具体涉及一种用于垃圾渗滤液中氨氮回收的两级膜蒸馏装置，包括原液池、膜蒸馏组件、中间循环水箱、回收池、第一进水管、第一出水管、第一循环水泵、加热恒温槽、第一pH调节器、第二进水管、第二出水管、第二循环水泵、第一低温恒温槽、第二pH调节器、第三进水管、第三出水管、第三循环水泵、第二低温恒温槽、pH监测器，膜蒸馏组件包括第一水流通道、第二水流通道、第三水流通道，第一水流通道和第二水流通道之间设有第一疏水微孔膜，第二水流通道和第三水流通道之间设有第二疏水微孔膜。本发明能够浓缩和纯化垃圾渗滤液中的氨氮，同步实现垃圾渗滤液中污染物截留、出水水质提升和氨氮的高浓度回收与利用，具有显著的工程价值。

技术领域

本发明涉及污水物理化学处理技术领域，具体涉及一种用于垃圾渗滤液中氨氮回收的两级膜蒸馏装置。

背景技术

垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入垃圾填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾层、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水。垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点：BOD₅和COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高、微生物营养元素比例失调等。垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，若不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染。

废水的氨回收是废水高附加值开发处理的重要途径。垃圾渗滤液中氨氮的浓度在200-3000mg/L，具有很高的回收价值。现有技术中废水的氮回收主要包括以下方法：鸟粪石沉淀法、膜浓缩法、吸附/解吸法、生物吸收法。然而，上述氮回收的方法普遍存在回收率低、产品纯度低、操作复杂以及运行成本高等缺点。

膜蒸馏(MD)是基于气液平衡及热传质原理的热驱动过程，以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸汽压差的推动下，进水中的挥发性组分以蒸汽形式透过膜孔，在膜的低温侧冷凝为液态，而非挥发性组分则留在热侧进料液中，从而达到分离并去除污染物的目的。膜蒸馏技术应用于污水处理过程的优点在于：(1)膜蒸馏浓缩过程在常压下进行，设备简单，操作方便；(2)在非挥发性水溶液的膜蒸馏过程中，仅有水蒸气能透过疏水膜孔，因此出水水质好；(3)与反渗透相比，盐浓度以及浓差极化对膜蒸馏影响较小，因此可以处理含有高浓度无机盐的溶液，甚至可以将溶液浓缩到饱和状态；(4)膜蒸馏工艺设备简单、操作方便，且膜蒸馏具有分离效率高、低结垢倾向、潜在能耗低等优点。

传统的单级膜蒸馏反应器可以实现废水中氨氮的回收，但回收的氨氮浓度和纯度一般较低，且受进水pH值与碱度的影响大，从而限制了后续资源化利用与附加值开发。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种用于垃圾渗滤液中氨氮回收的两级膜蒸馏装置，通过该装置可以浓缩和纯化垃圾渗滤液中的氨氮，同步实现垃圾渗滤液中污染物截留、出水水质提升和氨氮的高浓度回收与利用。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于垃圾渗滤液中氨氮回收的两级膜蒸馏装置，包括原液池、膜蒸馏组件、中间循环水箱、回收池；膜蒸馏组件包括从上往下依次设置的第一水流通道、第二水流通道、第三水流通道，第一水流通道和第二水流通道之间设有第一疏水微孔膜，第二水流通道和第三水流通道之间设有第二疏水微孔膜；原液池通过第一进水管与第一水流通道的进水口连接，原液池通过第一出水管与第一水流通道的出水口连接，第一进水管上沿着水流方向依次设有第一循环水泵、加热恒温槽、第一pH调节器；中间循环水箱通过第二进水管与第二水流通道的进水口连接，中间循环水箱通过第二出水管与第二水流通道的出水口连接，第二进水管上沿着水流方向依次设有第二循环水泵、第一低温恒温槽、第二pH调节器；回收池通过第三进水管与第三水流通道的进水口连接，回收池通过第三出水管与第三水流通道的出水口连接，第三进水管上沿着水流方向依次设有第三循环水泵、第二低温恒温槽、pH监测器。