一种沼液资源化浓缩回收利用处理方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种沼液资源化回收利用处理方法和处理系统，处理过程包括调节池处理、预处理、固液分离、多级膜浓缩处理、多效蒸发、成品灭菌包装以及清洁与污水处理操作过程。本发明专利技术能够将普通的沼液过滤浓缩制成高效的有机液肥产品，实现资源循环利用的目的，同时使滤过液可达标排放或回用，扩大使用范围，实现沼液的高附加值利用，同时避免环境污染，还不需额外添加物质，能够保证产品品质最优化；实现了产品的多样性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于沼液资源化利用
，具体涉及一种沼液资源化回收利用处理方法和处理系统。
技术介绍
随着我国规模化养殖场的数量及集约化程度不断提高，废弃物产生的量大而且集中，导致畜禽粪污的环境污染问题日益严重。采用厌氧消化处理畜禽场粪便和污水是一种非常有效的废弃物处理与利用途径，通过厌氧发酵，能够实现废弃物无害化处理，还能产生大量的沼气用于取暖、炊事和发电等用途，同时发酵后的沼渣和沼液中不仅含有氮磷钾等大量营养元素和锌等微量营养元素，而且含有多种氨基酸、维生素、蛋白质、生长素、活性酶等物质，可以作为肥料和土壤调理剂施用于农田。然而，目前规模化沼气工程产生大量高浓度沼渣、沼液，其处理问题逐渐突出。虽然沼渣、沼液中含有大量的有机质、腐殖酸等营养物质，回用于农田可有效提高农产品产量，但是沼液中有效成分相对含量较低，废弃物处理工程周围没有足够农田消纳，长距离运输成本增加，造成沼液施用的局限性，加之我国农田土地管理分散、农户拥有土地面积小，使得沼液还田在我国仍无法广泛实施。同时与化肥或商品有机肥相比，沼液中各项营养元素浓度偏低，农民利用的积极性不高，一定程度上限制了农业消纳的可行性。此外，不合理利用将会导致沼液直接排放，造成环境的二次污染。现有技术中的沼液资源化利用技术方案主要是将沼液经沉淀、过滤后，经膜浓缩处理，生产沼液浓缩液。这种处理方式存在的主要问题在于：(1)对沼液利用不够完全；(2)由于沼液中含有大量的杂质且粘度高，简单的沉淀、过滤除杂后，并不能有效改变沼液杂质多、粘度大的特点，仍有大量的杂质及不溶物堵塞膜，造成膜清洗次数增多，膜易损坏，增加了运行成本，工程稳定性差。因此，如何对沼液中的有效成分进行浓缩，将普通的沼液过滤浓缩制成高效的有机液肥产品，实现资源循环利用的目的，同时使滤过液可达标排放或回用，扩大使用范围，实现沼液的高附加值利用，同时避免环境污染是眼下需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的不足，提供一种沼液资源化浓缩回收利用的处理方法和系统，对沼液中的有用物质进行资源化回收利用，过滤、浓缩后的沼液可以作为叶面肥母液，分离出的污水经处理可以用于设备清洗和直接排放。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种沼液资源化浓缩回收利用的处理方法，其特征在于，该处理方法包括以下步骤：S1、调节池处理：首先将沼液输送至沼液调节池1内储存，用沼液调节池1中设置的潜水搅拌机将沼液充分搅拌均质，将沼液经滤网2进行粗过滤，以去除沼液中部分砂砾和大颗粒不溶杂质，然后将沼液输送至预处理单元；S2、预处理：将调节池处理过的沼液经过气浮机后输送至酸化水解池3内进行酸化水解，控制温度为25-30℃，将沼液中大分子及部分固形悬浮物降解，以助于后续分离操作；S3、固液分离：将预处理后的沼液输送进入固液分离单元中进一步被分离、浓缩，所述固液分离单元包括自吸泵4和沼液过滤装置5、沼渣收集箱6和沼液原液储罐7，所述沼液过滤装置5采用无机陶瓷膜作为浓缩、分离膜，对沼液中的固形悬浮物及大分子有机物进行拦截，产生的透过液输送至沼液原液储罐7后进入多级膜浓缩单元，产生的浓液和沼渣用于制作冲施肥或固体生物肥；S4、多级膜浓缩处理：将经过预处理和固液分离操作的沼液输送至沼液原液储罐7，随后从沼液原液储罐7输送至沼液超滤装置10对其进行超滤处理，沼液超滤处理采用连续浓缩的方式，所述沼液超滤装置10设置有三级超滤膜，通过一级超滤膜的浓缩液直接进入二级超滤膜继续浓缩，通过二级超滤膜的浓缩液进入三级超滤膜继续浓缩；沼液超滤处理后得到超滤透过液和含有固形悬浮物及大分子有机物的超滤浓液；所述超滤浓液可作为冲施肥；将超滤透过液输送至沼液纳滤装置13进行纳滤处理，得到纳滤透过液和含有二价离子盐与相对分子质量大于200的有机物的纳滤浓液；将纳滤透过液输送至只允许氨氮和水通过的反渗透膜浓缩装置17，得到反渗透透过液和含有一价离子盐与低分子量有机物的反渗透浓液；将纳滤浓缩处理后的纳滤浓液及反渗透浓缩处理后的反渗透浓液按照不同比例混合即得不同的沼液浓缩液；其中，所述沼液超滤装置10、沼液纳滤装置13和反渗透膜浓缩装置17均采用PLC自动控制单元控制；S5、多效蒸发：将沼液浓缩液输送至多效蒸发单元进行进一步浓缩；所述多效蒸发单元采用三效蒸发装置，其中一效蒸发器控制温度在110-130℃，二效和三效蒸发器控制温度在95-105℃；沼液浓缩液在多效蒸发单元浓缩成为液肥后，经多效蒸发输送泵23输送至有机浓缩复合液肥储罐24内储存；S6、成品包装：对多效蒸发浓缩后储存在有机浓缩复合液肥储罐(24)内的液肥进行包装；S7、清洁与污水处理：多效蒸发处理过程产生的蒸发冷凝液与反渗透浓缩处理后所产生的透过液进行脱氨处理输送至净水储罐，可作为清洗系统装置的清洁用水；清洗各装置后的污水进入污水处理厂集中处理。优选的，所述沼液超滤装置10的所述超滤膜采用无机陶瓷膜，膜孔径为100-200nm、膜通量为60-65L/m2.h、跨膜压差0.10-0.20MPa；所述无机陶瓷膜为多通道圆柱形，采用圆形或扇形通道，膜管的长度为1100mm，膜管外径为25-30mm，有效膜面积为0.19m2。优选的，所述沼液纳滤装置13的纳滤膜的孔径为1-10nm、膜通量为40-50L/m2.h、进口压力为1.0-2.0MPa。优选的，所述反渗透膜浓缩装置17能有效截留一价离子，使沼液中的溶解性的N、P、K、微量元素营养元素被截留浓缩，得到的反渗透浓液可用于制作高档叶面肥，所述反渗透膜浓缩装置17的反渗透膜孔径只允许NH3、H2O通过，膜通量为35-40L/m2.h、进口压力为2.5-3.5MPa。本专利技术还提供了一种沼液资源化浓缩回收利用处理系统，包括沼液调节池1、预处理单元、固液分离单元、多级膜浓缩单元、多效蒸发单元、污水处理与清洁单元、包装单元和控制单元；所述沼液调节池1中设置有潜水搅拌机和滤网2；所述预处理单元主要包括气浮机和酸化水解池3，所述酸化水解池3可以破坏沼液中的电荷平衡，将沼液中的大分子及部分固形物降解，有助于后续分离操作；所述固液分离单元包括自吸泵4、沼液过滤装置5、沼渣收集箱6和沼液原液储罐7，所述沼液过滤装置5采用无机陶瓷膜作为浓缩、分离膜，对经预处理之后的沼液中的固形悬浮物及大分子有机物进行拦截；所述多级膜浓缩单元包括通过输送管道依次连接的沼液原液输送泵8、沼液原液流量计9、沼液超滤装置10、辅助输送泵11、纳滤装置入口流量计12、沼液纳滤装置13、纳滤液储罐14、纳滤液高压输送泵15、反渗透膜装置进口流量计16、反渗透膜浓缩装置17、反渗透膜浓缩装置浓缩液流量计18、反渗透膜浓缩装置透过液流量计19和沼液浓缩液储罐20，所述多级膜浓缩单元可分别截留沼液中不同分子量的物质，形成不同的分离梯度，使各段分离出不同成分的浓缩液，可制成多品种的叶面肥产品；所述多效蒸发单元包括沼液浓缩液输送泵21，多效蒸发装置22，多效蒸发输送泵23；所述多效蒸发装置22使用两级或多于两级串联的蒸发器，能将一级蒸发器蒸发出来的二次蒸汽引入下一级蒸发器，利用其凝结放出的热能加热蒸发器中的料液以充分利用热能；所述污水处理与清洁单元包括脱氨处理装置、高压清洗泵30和净水储罐31；该单元用于将多效蒸发过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沼液资源化浓缩回收利用的处理方法，其特征在于，该处理方法包括以下步骤：S1、调节池处理：首先将沼液输送至沼液调节池(1)内储存，用沼液调节池(1)中设置的潜水搅拌机将沼液充分搅拌均质，将沼液经滤网(2)进行粗过滤，以去除沼液中部分砂砾和大颗粒不溶杂质，然后将沼液输送至预处理单元；S2、预处理：将调节池处理过的沼液经过气浮机后输送至酸化水解池(3)内进行酸化水解，控制温度为25‑30℃，将沼液中大分子及部分固形悬浮物降解，以助于后续分离操作；S3、固液分离：将预处理后的沼液输送进入固液分离单元中进一步被分离、浓缩，所述固液分离单元包括自吸泵(4)、沼液过滤装置(5)、沼渣收集箱(6)和沼液原液储罐(7)，所述沼液过滤装置(5)采用无机陶瓷膜作为浓缩、分离膜，对沼液中的固形悬浮物及大分子有机物进行拦截，产生的透过液输送至沼液原液储罐(7)后进入多级膜浓缩单元，产生的浓液或沼渣用于制作冲施肥或固体生物肥；S4、多级膜浓缩处理：将经过预处理和固液分离操作的沼液输送至沼液原液储罐(7)，随后从沼液原液储罐(7)输送至沼液超滤装置(10)对其进行超滤处理，沼液超滤处理采用连续浓缩的方式，所述沼液超滤装置(10)设置有三级超滤膜，通过一级超滤膜的浓缩液直接进入二级超滤膜继续浓缩，通过二级超滤膜的浓缩液进入三级超滤膜继续浓缩；沼液超滤处理后得到超滤透过液和含有固形悬浮物及大分子有机物的超滤浓液；所述超滤浓液可作为冲施肥；将超滤透过液输送至沼液纳滤装置(13)进行纳滤处理得到纳滤透过液和含有二价离子盐与相对分子质量大于200的有机物的纳滤浓液；将纳滤透过液输送至只允许氨氮和水通过的反渗透膜浓缩装置(17)，得到反渗透透过液和含有一价离子盐与低分子量有机物的反渗透浓液；将纳滤浓缩处理后的纳滤浓液及反渗透浓缩处理后的反渗透浓液按照不同比例混合即得不同的沼液浓缩液；其中，所述沼液超滤装置(10)、沼液纳滤装置(13)和反渗透膜浓缩装置(17)均采用PLC自动控制单元控制；S5、多效蒸发：将沼液浓缩液输送至多效蒸发单元进行进一步浓缩；所述多效蒸发单元采用三效蒸发装置，其中一效蒸发器控制温度在110‑130℃，二效和三效蒸发器控制温度在95‑105℃；沼液浓缩液在多效蒸发单元浓缩成为液肥后，经多效蒸发输送泵(23)输送至有机浓缩复合液肥储罐(24)内储存；S6、成品包装：对多效蒸发浓缩后储存在有机浓缩复合液肥储罐(24)内的液肥进行包装；S7、清洁与污水处理：多效蒸发处理过程产生的蒸发冷凝液与反渗透浓缩处理后所产生的透过液进行脱氨处理输送至净水储罐，可作为清洗系统装置的清洁用水；清洗各装置后的污水进入污水处理厂集中处理。...

【技术特征摘要】
1.一种沼液资源化浓缩回收利用的处理方法，其特征在于，该处理方法包括以下步骤：S1、调节池处理：首先将沼液输送至沼液调节池(1)内储存，用沼液调节池(1)中设置的潜水搅拌机将沼液充分搅拌均质，将沼液经滤网(2)进行粗过滤，以去除沼液中部分砂砾和大颗粒不溶杂质，然后将沼液输送至预处理单元；S2、预处理：将调节池处理过的沼液经过气浮机后输送至酸化水解池(3)内进行酸化水解，控制温度为25-30℃，将沼液中大分子及部分固形悬浮物降解，以助于后续分离操作；S3、固液分离：将预处理后的沼液输送进入固液分离单元中进一步被分离、浓缩，所述固液分离单元包括自吸泵(4)、沼液过滤装置(5)、沼渣收集箱(6)和沼液原液储罐(7)，所述沼液过滤装置(5)采用无机陶瓷膜作为浓缩、分离膜，对沼液中的固形悬浮物及大分子有机物进行拦截，产生的透过液输送至沼液原液储罐(7)后进入多级膜浓缩单元，产生的浓液或沼渣用于制作冲施肥或固体生物肥；S4、多级膜浓缩处理：将经过预处理和固液分离操作的沼液输送至沼液原液储罐(7)，随后从沼液原液储罐(7)输送至沼液超滤装置(10)对其进行超滤处理，沼液超滤处理采用连续浓缩的方式，所述沼液超滤装置(10)设置有三级超滤膜，通过一级超滤膜的浓缩液直接进入二级超滤膜继续浓缩，通过二级超滤膜的浓缩液进入三级超滤膜继续浓缩；沼液超滤处理后得到超滤透过液和含有固形悬浮物及大分子有机物的超滤浓液；所述超滤浓液可作为冲施肥；将超滤透过液输送至沼液纳滤装置(13)进行纳滤处理得到纳滤透过液和含有二价离子盐与相对分子质量大于200的有机物的纳滤浓液；将纳滤透过液输送至只允许氨氮和水通过的反渗透膜浓缩装置(17)，得到反渗透透过液和含有一价离子盐与低分子量有机物的反渗透浓液；将纳滤浓缩处理后的纳滤浓液及反渗透浓缩处理后的反渗透浓液按照不同比例混合即得不同的沼液浓缩液；其中，所述沼液超滤装置(10)、沼液纳滤装置(13)和反渗透膜浓缩装置(17)均采用PLC自动控制单元控制；S5、多效蒸发：将沼液浓缩液输送至多效蒸发单元进行进一步浓缩；所述多效蒸发单元采用三效蒸发装置，其中一效蒸发器控制温度在110-130℃，二效和三效蒸发器控制温度在95-105℃；沼液浓缩液在多效蒸发单元浓缩成为液肥后，经多效蒸发输送泵(23)输送至有机浓缩复合液肥储罐(24)内储存；S6、成品包装：对多效蒸发浓缩后储存在有机浓缩复合液肥储罐(24)内的液肥进行包装；S7、清洁与污水处理：多效蒸发处理过程产生的蒸发冷凝液与反渗透浓缩处理后所产生的透过液进行脱氨处理输送至净水储罐，可作为清洗系统装置的清洁用水；清洗各装置后的污水进入污水处理厂集中处理。2.根据权利要求1所述的一种沼液资源化浓缩回收利用的处理方法，其特征在于，所述沼液超滤装置(10)的所述超滤膜采用无机陶瓷膜，膜孔径为100-200nm、膜通量为60-65L/m2.h、跨膜压差0.10-0.20MPa；所述无机陶瓷膜为多通道圆柱形，采用圆形或扇形通道，膜管的长度为1100mm，膜管外径为25-30mm，有效膜面积为0.19m2。3.根据权利要求1所述的一种沼液资源化浓缩回收利用的处理方法，其特征在于，所述沼液纳滤装置(13)的纳滤膜的孔径为1-10nm、膜通量为40-50L/m2.h、进口压力为1.0-2.0MPa。4.根据权利要求1所述的一种沼液资源化浓缩回收利用的处理方法，其特征在于，所述反渗透膜浓缩装置(17)能有效截留一价离子，使沼液中的溶解性的N、P、K、微量元素营养元素被截留浓缩，得到的反渗透浓液可用于制作高档叶面肥，所述反渗透膜浓缩装置(17)的反渗透膜孔径只允许NH3、H2O通过，膜通量为35-40L/m2.h、进口压力为2.5-3.5MPa。5.一种沼液资源化浓缩回收利用处理系统，采用如权利要求1-4任一所述的处理方法，其特征在于，包括沼液调节池(1)、预处理单元、固液分离单元、多级膜浓缩单元、多效蒸发单元、污水处理与清洁单元、包装单元和控制单元；所述沼液调节池(1)中设置有潜水搅拌机和滤网(2)；所述预处理单元主要包括气浮机和酸化水解池(3)，所述酸化水解池(3)能破坏沼液中的电荷平衡，将沼液中的大分子及部分固形物降解，有助于后续分离操作；所述固液分离单元包括自吸泵(4)、沼液过滤装置(5)、沼渣收集箱(6)和沼液原液储罐(7)，所述沼液过...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘亚，罗荣晶，黄源桃，
申请(专利权)人：南京钛时新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32