CN102030431A - 一种从沼液中回收氮磷复合营养物及净化初级沼气的工艺方法 - Google Patents

一种从沼液中回收氮磷复合营养物及净化初级沼气的工艺方法 Download PDF

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陈萍
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Abstract

本发明为沼液中氮磷复合营养物回收及初级沼气净化工艺，主要包括絮凝剂聚磷、含磷固体物分离、石灰回收余磷及分离、物理吹脱脱氨、化学吸收固氨、曝气净化沼气等工艺步骤，即将前系统发酵沼液与絮凝剂混合后，沉淀分离得到含磷固肥，上清液通过石灰调高pH并回收剩余磷营养物；石灰上清液通过空气吹脱，稀硫酸铵溶液吸收环节回收沼液中氮营养物，经离心分离得到硫酸铵；吹脱后的沼液通过曝气净化了前发酵系统沼气并回调pH值，回发酵系统循环使用。

Description

一种从沼液中回收氮磷复合营养物及净化初级沼气的工艺方法 
技术领域
本发明属于高浓度有机废物处理技术配套工艺，涉及采用化学絮凝法、物理吹脱法的工艺组合来回收沼液中氮磷复合营养物及净化初级沼气的工艺方法。 
背景技术
沼气发酵技术处理高浓度有机废物(畜禽粪便、有机垃圾、秸秆等)会产生大量的沼液，沼液中含有丰富的氮磷钾等复合营养物是一种很好的液态肥。由于目前缺乏经济适用的处理方法对沼液加以利用，大部分的沼液没有经过任何的回收处理就被直接用于农田的施用，沼液中复合营养肥料利用效率较低；而随着沼气工程的不断扩大，副产的沼液量大而超过消纳负荷，不经处理的排放会造成区域水体水质的污染；而同时沼气的脱硫脱碳工艺需要设备投资和脱碳吸收液的消耗，目前在沼气发酵配套技术方面还没有一种配套工艺可以兼具处理回收沼液复合营养物及净化初级沼气的要求。 
发明内容
为了解决现有大中型沼气工程沼液中复合营养物利用效率低、沼液量大无法消纳而随意排放造成水质降低以及沼气净化投资大等问题。本发明提供了一种从沼液中回收氮磷复合营养物及净化初级沼气的工艺方法。 
本发明所述的一种从沼液中氮磷复合营养物回收及初级沼气净化工艺方法包括： 
1、絮凝剂聚磷。沼液储槽中沼液经加压进入絮凝反应罐，与絮凝剂加料系统计量加入的絮凝剂均匀混合进入絮凝沉淀罐。 
2、含磷固体物分离。絮凝沉淀物在絮凝沉淀罐进行静置沉淀，上清液溢流进入石灰反应罐。沉淀的含磷絮凝物经固液分离系统脱水，得到固态含磷物。 
3、石灰回收余磷及分离。进入石灰反应罐的沼液与来自石灰添加系统的石灰混合，调高pH值到9-11之间并回收残留在沼液中的磷营养物。固液分离系统脱水后，得到固态含钙磷物。上清液进入石灰上清液储槽。 
4、物理吹脱脱氨。石灰上清液储槽的沼液经加压从吸收塔上部进入塔内，在塔板上与塔底上升的经加热器加热风机增压的空气进行气液接触，沼液中的氨被空气解吸出来随空气进入酸洗塔，吹脱后的沼液进入曝气槽。 
5、化学吸收固氨。稀硫酸铵溶液从酸洗塔顶部喷淋而下，与塔底上升的含氨空气进行逆流接触，吸收回收空气中的氨气。净化后的空气经加热器和风机加压，循环使用。硫酸铵溶液浓度达到一定浓度后经离心分离系统分离，得到硫酸铵。 
6、曝气净化沼气。将前发酵系统增压后沼气通入曝气槽曝气，通过气液的充分接触，吸收其中二氧化碳和硫化氢，降低沼液的pH值，返回前发酵系统循环使用。 
本发明的优点：1、沉淀脱水后得到含钙磷固态物和离心分离的硫酸铵可以做为有机肥的辅料或者土壤改良剂。2、该工艺装置可以与沼气发酵工程相配套，增强了无害化处理的效果。3、对初级沼气进行了曝气净化，降 低了传统沼气工程脱硫脱碳净化装置的投资，节约净化系统设备投资60％以上。4、操作简便，尤其适用于以畜禽粪便、秸秆、醋糟等为原料进行湿式发酵和副产大量沼液的生态型沼气工程中。 
附图说明
附图是本发明的工艺流程图 
1、沼液储槽；2、絮凝反应罐；3、絮凝沉淀罐；4、石灰反应罐；5、石灰沉淀罐；6、石灰上清液储槽；7、吹脱塔；8、酸洗塔；9、硫酸铵储罐；10、曝气槽；11、絮凝剂添加系统；12、石灰添加系统；13、加热器；14、风机；15、浓硫酸储罐；16、固液分离系统；17、离心分离系统。 
具体实施方式
本发明为沼液中氮磷复合营养物回收及初级沼气净化工艺，主要包括絮凝剂聚磷、含磷固态物分离、石灰回收余磷及分离、物理吹脱脱氨、化学吸收固氨、曝气净化沼气等工艺步骤，即将前系统发酵沼液与絮凝剂混合后，沉淀分离得到含磷固态物，上清液通过石灰调高pH并回收剩余磷营养物；石灰上清液通过空气吹脱，稀硫酸铵溶液吸收环节回收沼液中氮营养物，经离心分离得到硫酸铵；吹脱后的沼液通过曝气净化了前发酵系统沼气并回调pH值，返回发酵系统循环使用。 
其具体工艺过程如下： 
1、絮凝剂聚磷。沼液储槽1中沼液经加压进入絮凝反应罐2，与絮凝剂加料系统11计量加入的絮凝剂均匀混合进入絮凝沉淀罐3。 
2、含磷固态物分离。絮凝沉淀物在絮凝沉淀罐3进行静置沉淀，上清液溢流进入石灰反应罐4。沉淀的含磷絮凝物经固液分离系统16脱水，得到固态含磷物。 
3、石灰回收余磷及分离。进入石灰反应罐4的沼液与来自石灰添加系统12的石灰均匀混合，调高pH值到9-11之间并回收残留在沼液中的磷营养物。固液分离系统16脱水后，得到固态含钙磷物。上清液进入石灰上清液储槽6。 
4、物理吹脱脱氨。石灰上清液储槽6的沼液经加压从吸收塔7上部进入塔内，在塔板上与塔底上升的经加热器13加热风机14增压的空气进行气液接触，沼液中的氨被空气解吸出来随空气进入酸洗塔8，吹脱后的沼液进入曝气槽10。 
5、化学吸收固氨。稀硫酸铵溶液从酸洗塔8顶部喷淋而下，与塔底上升的含氨空气进行逆流接触，吸收回收空气中的氨气。净化后的空气经加热器13和风机14加压，循环使用。硫酸铵溶液浓度达到一定浓度经离心分离系统17分离，得到硫酸铵。 
6、曝气净化沼气。将前发酵系统增压后沼气通入曝气槽10曝气，通过气液的充分接触，吸收其中二氧化碳和硫化氢，降低沼液pH值，返回前发酵系统循环使用。 
所述一个或多个回收废液中磷成分的环节，该废液来源于厌氧发酵环节。 
所述一个或者多个磷回收分离环节包括一种方法，准许加入一种或者多 种絮凝剂、凝结剂和螯合剂。 
所述至少有一个氨回收环节，从厌氧发酵环节中产生的废液中回收氨，氨回收环节中产生的废液pH值在pH9-12之间。至少一个氨回收环节中产生的废液与厌氧发酵环节产生的初级沼气进行曝气，初级沼气中的CO2和H2S，其中至少有一种被废液吸收，导致废液的pH值降低，产生净化后的沼气。同时，产生可以循环利用的沼液。 
所述的至少一个氨回收环节包括一个闭合环路空气循环加热系统。 
所述的闭合环路系统，其中的氨吹脱单元和氨吸收单元安放于两个分离的塔中或者安放于一个组合塔中。 

Claims (6)

1.一种沼液中氮磷复合营养物回收及初级沼气净化工艺，其特征在于，包括：
第一步、絮凝剂聚磷。沼液储槽1中沼液经加压进入絮凝反应罐2，与絮凝剂加料系统11计量加入的絮凝剂均匀混合进入絮凝沉淀罐3。
第二步、含磷固体物分离。絮凝沉淀物在絮凝沉淀罐3进行静置沉淀，上清液溢流进入石灰反应罐4。沉淀的含磷絮凝物经固液分离系统16脱水，得到固体含磷物。
第三步、石灰回收余磷及分离。进入石灰反应罐4的沼液与来自石灰添加系统12的石灰均匀混合，调高pH值到9-11之间并回收残留在沼液中的磷营养物。固液分离系统16脱水后，得到含钙磷固态物。上清液进入石灰上清液储槽6.
第四步、物理吹脱脱氨。石灰上清液储槽6的沼液经加压从吸收塔7上部进入塔内，在塔板上与塔底上升的经加热器13加热风机14增压的空气进行气液接触，沼液中的氨被空气解吸出来随空气进入酸洗塔8，吹脱后的沼液进入曝气槽10。
第五步、化学吸收固氨。稀硫酸铵溶液从酸洗塔8顶部喷淋而下，与塔底上升的含氨空气进行逆流接触，吸收回收空气中的氨气。净化后的空气经加热器13和风机14加压，循环使用。硫酸铵溶液浓度达到一定浓度经离心分离系统17分离，得到硫酸铵。
第六步、曝气净化沼气。将前发酵系统增压后沼气通入曝气槽10曝气，通过气液的充分接触，吸收除去二氧化碳和硫化氢，沼液的pH值下降至中性， 返回前发酵系统循环使用。
2.如权利要求书1所述的一个或多个回收废液中磷成分的环节，该废液来源于厌氧发酵环节。
3.如权利要求书1所述的一个或者多个磷回收分离环节包括一种方法，准许加入一种或者多种絮凝剂、凝结剂和螯合剂。
4.如权利要求书1所述的至少有一个氨回收环节，从厌氧发酵环节中产生的废液中回收氨，氨回收环节中产生的废液pH值在pH9-12之间。至少一个氨回收环节中产生的废液与厌氧发酵环节产生的初级沼气进行曝气，初级沼气中的CO2和H2S，其中至少有一种被上述废液吸收，导致上述废液的pH值降低，产生净化后的沼气。同时，产生可以循环利用的沼液。
5.如权利要求书1所述的至少一个氨回收环节包括一个闭合环路空气循环加热系统。
6.如权利要求书1所述的闭合环路系统，其中的氨吹脱单元和氨吸收单元安放于两个分离的塔中或者安放于一个组合塔中。 
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