CN101759291B - 实现消化液高值利用的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现消化液高值利用的系统和方法，消化液首先经过预处理系统进行固液分离和诱导结晶去除离子等预处理，再经过膜浓缩系统浓缩，得到透过液和浓缩液；透过液可用于厌氧消化系统回流稀释和工艺回用等用途，浓缩液经调配后应用于农业种植。工艺设备结构简单、消化液利用率高、易操作管理、能实现消化液的高值利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种厌氧消化液利用技术，尤其涉及一种实现消化液高值利用的系统和方法。
背景技术
目前，禽粪便、餐厨垃圾、果蔬垃圾为代表的城市生物质有机垃圾和城市污水处理厂剩余污泥产生量大、产生区域的集中，导致废物排放数量的增加，直接带来严重的环境污染问题，臭味污染空气，污水孳生蚊蝇、传播疾病，污染地表水和地下水，造成水体富营养化。
上述废物国内外采用厌氧消化技术为核心，在厌氧条件下促使废物发酵产生沼气，沼气可以作为一种清洁能源得到有效利用，同时产生的消化液、污泥等物质，上述物质中富含有机物、氮、磷等多种物质，可以回用作为有机复合肥，实现以资源回用。以厌氧消化生产为核心的处理技术由于其一次性投人相对比较少，运行费用较少，沼气用来发电和燃烧等利用方式直接带来比较丰厚的经济效益，因此目前已经得到了广泛的推广。上述现有技术至少存在以下缺点：
畜禽粪污、污泥和垃圾发酵产沼气的同时会产生大量的消化液及沼渣等发酵残余物，特别是消化液的数量巨大，基本等同于系统输入总量，加之消化液中各类污染物质浓度仍然较高，消化液的利用率较低，会带来二次污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺设备结构简单、消化液利用率高、易操作管理的实现消化液高值利用的系统和方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的实现消化液高值利用的系统，系统包括依次连接的消化液预处理系统、膜浓缩系统、浓缩液调配系统，还包括自动控制系统；
所述浓缩液调配系统通过管路或运输方式与农用系统连接；
所述膜浓缩系统还连接有透过液回用系统。
本发明的上述的实现消化液高值利用的系统实现消化液高值利用的方法，包括：
消化液在提升泵的作用下，在自控系统的控制下，首先经过预处理，再经过膜浓缩，得到透过液和浓缩液；透过液经过消毒后用于系统回用，浓缩液经调配后应用于农业种植。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的实现消化液高值利用的系统和方法，由于消化液首先经过预处理，再经过膜浓缩，得到透过液和浓缩液；透过液经过消毒后用于系统回用，浓缩液经调配后应用于农业种植。工艺设备结构简单、消化液利用率高、易操作管理、能实现消化液高值利用。
附图说明
图1为本发明实现消化液高值利用的系统原理图。
图中：1.原液罐；2.砂滤罐；3.配液池；4.诱导结晶系统；5、浓缩物料罐；6、芯式过滤器；7、高压泵；8、反渗透膜柱；9、清液罐；10、浓缩液罐。
具体实施方式
本发明的实现消化液高值利用的系统，其较佳的具体实施方式是，系统包括依次连接的消化液预处理系统、膜浓缩系统、浓缩液调配系统，还包括自动控制系统；浓缩液调配系统通过管路或运输方式与农用系统连接；膜浓缩系统还连接有透过液回用系统。
消化液预处理系统包括原液罐、砂滤罐、诱导结晶系统、配液池、浓缩物料罐和芯式过滤器，所述原液罐、砂滤罐、诱导结晶系统、浓缩物料罐和芯式过滤器依次连接，所述配液池与诱导结晶系统连接；
所述膜浓缩系统可以包括高压泵、反渗透膜组件、清液池、浓缩液池，所述反渗透膜组件与清液池和浓缩液池分别连接，所述高压泵的进口和出口分别与所述芯式过滤器和反渗透膜组件连接；
所述透过液回用系统可以包括反冲洗装置，所述清液池通过反冲洗装置与砂滤罐、芯式过滤器和反渗透膜组件分别连接；
所述芯式过滤器过滤精度可以小于或等于10μm。
本发明的上述的实现消化液高值利用的系统实现消化液高值利用的方法，其较佳的具体实施方式是，包括：
消化液在提升泵的作用下，在自控系统的控制下，首先经过预处理，再经过膜浓缩，得到透过液和浓缩液；透过液经过消毒后用于系统回用，浓缩液经调配后应用于农业种植。
预处理可以包括对所述消化液进行砂过滤和诱导结晶去离子处理。
膜浓缩对消化液的浓缩倍数可以为4.0-5.0。
浓缩液的调配可以包括：根据植物营养所需，加入所述浓缩液中不足的营养元素。
具体实施例，如图1所示：
该系统包括原液罐1、砂滤罐2、配液池3、诱导结晶系统4、浓缩物料罐5、芯式过滤器6、高压泵7、反渗透膜柱8、清液罐9、浓缩液罐10。
消化液通过提升泵进入原液罐1，然后进入砂滤罐2，砂滤罐2中填充有石英砂，通过吸附和机械截留作用主要去除粒径在50μm以上的悬浮物，砂滤罐2前后压差达到0.2MPa时，对砂滤罐进行反冲洗，砂滤罐2过滤后的水及配液池中的药剂一并进入诱导结晶系统4，诱导结晶系统4内填充粒径在0.1mm至0.3mm的石英砂，通过结晶磷酸氨镁去除液体中的氨和磷酸根，以减少碳酸盐结垢。诱导结晶系统4的出水进入浓缩物料罐5。
浓缩物料罐5中物料经芯式过滤器6过滤，芯式过滤器6过滤精度为10μm，然后经高压泵7加压后泵入反渗透膜柱8，在其中各种离子、有机物、微生物、胶体等几乎都被截留在浓缩液中，使得腐殖质、有机质等肥性物质集中在浓缩液中，肥效更加集中，当压力一定时膜透过量下降10-15％时，对膜柱进行清洗。
透过液流至清液罐9，供前段调浆需求，还可用于反冲洗。浓缩液流至浓缩液池10供调配之用。浓缩液调配根据植物营养所需，加入浓缩液中不足的营养元素。用管道连接大棚布水器，应用于农业种植。
控制系统为自动控制系统，包括PLC可控制编程元件、多个液位控制器、各种接触器、断路器、指示灯等，控制设备都设有手动和自动单独控制开关、转化开关等部件。
本发明尤其适用于厌氧消化液的利用，处理后所产透过液可满足厌氧消化工程前段调浆要求，而浓缩液由于富含多种营养物质，可应用于农业种植，是很好的绿色有机肥。
本发明具有以下优点和积极意义：(1)不仅解决了消化液中各项营养元素浓度偏低，农民利用的积极性不高，同时，就近实施农业消纳往往存在附近农田消纳能力不足、冬季利用量小、远距离运输成本过高等时空和经济性问题，直接推动了沼气工程的推广及长期高效稳定运行，还实现了消化液的高值利用，具有重要的环境价值和显著的经济、社会效益。(2)保障有力的预处理系统：预处理系统包括砂滤、诱导结晶系统和芯式过滤器。砂滤主要去除50μm以上的大颗粒物质，诱导结晶系统主要防止碳酸盐等矿物质结垢，芯式过滤器对膜系统的运行起到保障的作用。(3)高效实用的浓缩系统，采用碟管式反渗透系统浓缩消化液，抗污染能力强，浓缩效率高，浓缩液中肥效更加集中，透过液满足回用调浆的要求。(4)实现自动化控制：易操作管理，可以实现无人看守，节省人力和财力。
本发明的实现消化液高值利用的系统和方法，消化液在提升泵的作用下，在自控系统的控制下，首先经过预处理系统去除消化液中的大颗粒悬浮物及部分离子，再经过膜分离系统，得到可回用的透过液和浓缩液，透过液经消毒后回用，浓缩液经调配直接施用于农田。浓缩后的浓缩液不仅解决了消化液中各项营养元素浓度偏低，农民利用的积极性不高的问题，同时，就近实施农业消纳往往存在附近农田消纳能力不足、冬季利用量小、远距离运输成本过高等时空和经济性问题，直接推动了厌氧消化技术的推广及长期高效稳定运行，还实现了消化液的高值利用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种实现消化液高值利用的系统，其特征在于，系统包括依次连接的消化液预处理系统、膜浓缩系统、浓缩液调配系统，还包括自动控制系统；
所述浓缩液调配系统通过管路或运输方式与农用系统连接；
所述膜浓缩系统还连接有透过液回用系统；
所述消化液预处理系统包括原液罐、砂滤罐、诱导结晶系统、配液池、浓缩物料罐和芯式过滤器，所述原液罐、砂滤罐、诱导结晶系统、浓缩物料罐和芯式过滤器依次连接，所述配液池与诱导结晶系统连接；
所述膜浓缩系统包括高压泵、反渗透膜组件、清液池、浓缩液池，所述反渗透膜组件与清液池和浓缩液池分别连接，所述高压泵的进口和出口分别与所述芯式过滤器和反渗透膜组件连接。
2.根据权利要求1所述的实现消化液高值利用的系统，其特征在于，所述透过液回用系统包括反冲洗装置，所述清液池通过反冲洗装置与砂滤罐、芯式过滤器和反渗透膜组件分别连接；
3.根据权利要求1所述的实现消化液高值利用的系统，其特征在于，所述芯式过滤器过滤精度小于或等于10μm。
4.一种权利要求1至3任一项所述的实现消化液高值利用的系统实现消化液高值利用的方法，其特征在于，包括：
消化液在提升泵的作用下，在自控系统的控制下，首先经过预处理，再经过膜浓缩，得到透过液和浓缩液；透过液经过消毒后用于系统回用，浓缩液经调配后应用于农业种植。
5.根据权利要求4所述的实现消化液高值利用的方法，其特征在于，所述预处理包括对所述消化液进行砂过滤和诱导结晶去离子处理。
6.根据权利要求5所述的实现消化液高值利用的方法，其特征在于，所述膜浓缩对消化液的浓缩倍数为4.0-5.0。
7.根据权利要求6所述的实现消化液高值利用的方法，其特征在于，所述浓缩液的调配包括：根据植物营养所需，加入所述浓缩液中不足的营养元素。
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