CN105000739B - 沼液减量化处理和沼气协同净化系统及净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所公开的沼液减量化处理和沼气协同净化系统及净化方法，通过向沼液中添加草木灰，增强沼液的碱度、pH值，降低沼液COD和沼液悬浮物浓度，再通过膜减压浓缩技术从沼液中回收氨和对沼液进行浓缩，实现沼液中氨氮含量的控制和沼液减量化处理的目的。在沼液膜减压浓缩过程中，还可以达到氨的富集，利用从沼液中富集的氨水对沼气同时脱硫脱碳，达到对沼气的初步净化，再利用高pH值的浓缩沼液洗涤沼气中夹带的氨气(NH3)和进一步吸收沼气CO2，使沼气得到净化并控制沼液中氮素含量。本发明可实现沼液的减量化处理、增加沼液中营养物质的含量，保证氨氮含量在合理的利用区间，同时本发明依靠低品位能源，能够降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及沼气工程中沼液处理与沼气净化技术领域，具体地指一种沼液减量化处理和沼气协同净化系统及净化方法。
技术背景
通过对有机废弃物如畜禽粪便、农作物秸秆、餐厨垃圾等厌氧发酵可得到沼气、沼渣和沼液，其中沼气作为清洁的可再生能源，可在能源利用过程中实现二氧化碳(CO2)的近零排放，而沼渣和沼液则是优质的有机肥，在农业生产应用中可实现化肥和农药的减施增效。但现阶段中国主要大中型沼气工程均采用成熟的湿式厌氧发酵技术，沼液的产生量大，且具有高氨氮、高COD(化学需氧量)等特点。在沼液还田处理模式中，由于沼液消纳所需要的田地面积过大，如处理万头养猪场粪污的沼气工程需要3000亩田地消纳，再加上雨季及非用肥季节等因素影响，导致沼液得不到完全处理，极易造成沼液的直接排放而导致二次污染。而沼液的达标排放处理模式也存在占地面积大、投资大和操作成本高等难题。因此，沼液的低成本减量化处理非常有必要。
另外，拓展沼气的应用范围也是沼气工程需要解决的问题，此时必须对沼气进行提纯净化，去除沼气中的杂质气体如硫化氢H2S和CO2等，且成本控制是关键。目前沼气净化提纯工艺一般是分段进行，即将H2S脱除和CO2分离分开进行，投资高，占地面积较大。如能采用较低成本吸收剂实现H2S和CO2的同时脱除，将可实现沼气的低成本提纯净化。沼液本身呈弱碱性pH值一般为7.2～8.5，对酸和碱有一定的缓冲作用，可以通过NH4 +向自由氨NH3的转化来吸收H2S和CO2，理论上可以达到H2S和CO2的低成本同时脱除。但是沼液的同时脱硫脱碳的能力较弱pH值较低，必须对其进行强化。直接向沼液中添加碱性的化学吸收剂可以有效增强沼液吸收H2S和CO2的能力，但是化学吸收剂消耗量大，成本高，只能小规模使用。因而必须考虑其他低成本的强碱性添加剂。农作物秸秆的直接燃烧发电是生物质能利用的又一途径，同样，其利用过程中除了产生大量热能用于发电外，还产生大量的草木灰或称生物质灰分。草木灰可以作为肥料直接施用，但也因为其直接施用碱性较高、肥效较低、体积庞大等原因，导致其利用率低而被大量堆积在生物质电厂周边，成为生物质电厂的废弃物。草木灰中含有大量碱金属氧化物或碱金属盐，溶于水后呈碱性，因此可作为外源添加剂用于强化沼液对H2S和CO2的吸收能力。
显然，对于现有大中型沼气工程而言，沼液的减量化处理与沼气的低成本净化是亟需解决的两大问题。因此，需要开发一种工艺系统，在减量化处理沼液过程中，合理利用草木灰，达到有效降低沼液体积、COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)和氨氮含量的同时，还能有效增强沼气对H2S和CO2的耦合脱除能力，实现沼气的协同化处理，并最终达到“以废治废”的目的。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种沼液减量化处理和沼气协同净化系统及净化方法，该系统和方法可通过向沼液中添加草木灰来降低沼液中COD和氨氮含量，通过对沼液进行膜减压浓缩，实现沼液的减量化和氨的富集，还可以利用富集的氨水对沼气中H2S和CO2同时脱除净化。
为实现此目的，本发明所设计的一种沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：包括沼液混合搅拌罐、离心泵、保安过滤器、细滤沼液存储罐、细滤沼液泵、加热器、中空纤维膜接触器、真空泵、洗涤净化塔、冷凝器、氨水存放罐、氨水泵、氨水富液存放罐、脱硫脱碳塔、沼液富液储液罐，它还包括三通阀、第一阀门、第二阀门，其中，所述沼液混合搅拌罐设有沼液进口、草木灰进口，所述离心泵的输入端连接沼液混合搅拌罐的粗滤沼液出口，所述离心泵的输出端通过保安过滤器连接细滤沼液存储罐的细滤沼液入口，所述细滤沼液存储罐的细滤沼液出口通过细滤沼液泵连接加热器的低温流体入口，所述加热器的高温流体出口连接中空纤维膜接触器的热沼液入口，所述中空纤维膜接触器的浓缩沼液出口连接三通阀的第一接口，所述三通阀的第二接口连接细滤沼液存储罐的第一浓缩沼液入口，所述三通阀的第三接口连接洗涤净化塔的第二浓缩沼液入口，所述洗涤净化塔的富CO2沼液出口连接沼液富液储液罐的富CO2沼液入口，所述中空纤维膜接触器的浓缩稀相出口通过真空泵连接冷凝器的输入端，所述冷凝器的排放水出口连接第二阀门，所述冷凝器的氨水出口通过第一阀门连接氨水存放罐的输入端，所述氨水存放罐的输出端通过氨水泵连接脱硫脱碳塔的氨水入口，所述脱硫脱碳塔的氨水富液出口连接氨水富液存放罐；
所述脱硫脱碳塔还设有第一沼气入口和第一沼气出口，所述洗涤净化塔还设有第二沼气入口和第二沼气出口，所述脱硫脱碳塔的第一沼气出口连接洗涤净化塔的第二沼气入口；
所述沼液富液储液罐还设有富CO2沼液出口。
上述技术方案中，所述的沼液混合搅拌罐还设有pH传感器，所述加热器与中空纤维膜接触器的热沼液入口之间的管路内设有温度计和第一压力表，所述中空纤维膜接触器的浓缩稀相出口与真空泵之间的管路内设有第二压力表，所述冷凝器的氨水出口与氨水存放罐之间的管路内设有氨水浓度传感器。
上述技术方案中，所述沼液混合搅拌罐底端还设有用于排放草木灰和沼渣的沉淀物出口。
上述技术方案中，所述沼液混合搅拌罐内设有用于物料混合及沉淀的搅拌器和固液分离装置。
上述技术方案中，所述离心泵采用具有忍受悬浮物特性的离心泵。
上述技术方案中，所述保安过滤器内设有微孔过滤膜，所述微孔过滤膜的孔径范围为10～50um。
上述技术方案中，所述加热管的热源采用太阳能或废热能源。
上述技术方案中，所述中空纤维膜接触器和脱硫脱碳塔内部为疏水性中空纤维膜，所述疏水性中空纤维膜仅允许气体自由通过，液体不能渗透通过。
上述技术方案中，所述的真空泵、冷凝器、脱硫脱碳塔、氨水泵、氨水存放罐、氨水富液存放罐均采用耐碱材料制成。
一种利用上述沼液减量化处理和沼气协同净化系统的净化方法，它包括如下步骤：
步骤1：在沼液混合搅拌罐中同时添加原沼液和草木灰，草木灰的添加量占添加的原沼液和草木灰总质量分数的10％～20％，混合搅拌1～2h(小时)后沉淀24～48h，使混合液中的沼渣和未溶解的草木灰沉淀完全，并调节沼液的pH值至10.5～11.5，得到粗滤沼液；
步骤2：用离心泵抽取沼液混合搅拌罐中的粗滤沼液，并由粗滤沼液出口进入保安过滤器，经过保安过滤器过滤后得到细滤沼液，细滤沼液再由细滤沼液入口进入细滤沼液存储罐，将沼液混合搅拌罐中的沉淀物质由沉淀物出口排出；
步骤3：开启真空泵和冷凝器，使中空纤维膜接触器的壳程绝对压力保持在2～5kPa，冷凝器的温度为-4～-6℃，用细滤沼液泵将细滤沼液由细滤沼液出口抽入加热器中，在加热器中加热到50～55℃后由热沼液入口进入中空纤维膜接触器，加热后沼液中的氨水先扩散到中空纤维膜接触器的气相中，该气相再被真空泵抽到冷凝器中冷凝下来，同时关闭排放水出口，开启氨水出口及第一阀门，冷凝回收的氨水进入氨水存放罐；去除氨水的沼液在中空纤维膜接触器中得到浓缩而转变成沼液浓缩相，沼液浓缩相再经过三通阀的第二接口由第一浓缩沼液入口流回细滤沼液存储罐；
步骤4：通过氨水浓度传感器检测氨水出口流出的氨水的浓度，低于设定值后关闭氨水出口和第一阀门，开启排放水出口和第二阀门，由排放水出口直接排出可达标排放的水，并继续浓缩沼液直到细滤沼液存储罐中的沼液为细滤沼液初始体积的三分之一；
步骤5：开启氨水泵，从氨水存放罐中抽取氨水由氨水进口进入脱硫脱碳塔的顶部，从脱硫脱碳塔顶部喷淋氨水，并与由脱硫脱碳塔底部的第一沼气入口进入塔内的沼气逆向接触反应，从而脱除沼气中全部的硫化氢和部分的CO2，该部分的CO2为上述沼气中CO2总体积分数的2％～5％，吸收硫化氢和CO2酸性气体后生成的氨水富液由氨水富液出口进入氨水富液存放罐，经过脱硫脱碳的沼气由脱硫脱碳塔顶部的第一沼气出口排出后，经过第二沼气入口进入洗涤净化塔；
步骤6：当细滤沼液存储罐中的沼液为细滤沼液体积的三分之一时，关闭加热器、真空泵和冷凝器，沼液浓缩相通过三通阀的第三接口由第二浓缩沼液入口进入洗涤净化塔，沼液浓缩相在洗涤净化塔中与沼气中剩下的CO2反应，沼液浓缩相吸收从脱硫脱碳塔的沼气中带出的氨气；
步骤7：吸收了CO2和氨气后的沼液浓缩相由富CO2沼液入口进入沼液富液储液罐，得到沼液富液。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过向沼液中添加草木灰，可以使沼液的COD和悬浮物浓度得到大幅降低，有利于沼液的过滤及浓缩，溶入了更多的碱金属离子，增强了沼液的肥效，有利于农业的生产利用。
2、本发明在沼液中添加草木灰后，增加了沼液的pH值，有利于沼液中的NH4 +向NH3转化，并最终实现从沼液中富集氨水(NH3·H2O)。
3、本发明中浓缩沼液和氨水中均含有大量的可和酸性气体反应的碱性物质，可以达到对沼气的全部H2S和部分CO2的脱除，起到沼气的净化作用，有利于沼气的后期利用。
4、本发明可同时处理沼液和净化沼气，可以减少设备投资费用、降低设备占地面积以及增加设备利用率。
5、本发明在浓缩沼液过程中温度要求低，同时吸收H2S和CO2气体后的富液均不需要再生，可以使用太阳能等低品位能源，因而具有节能环保的作用。
说明书附图
图1为本发明沼液减量化处理和沼气协同净化系统及净化方法的结构示意图。
其中，1—沼液混合搅拌罐、1.1—原沼液进液口、1.2—草木灰进口、1.3—粗滤沼液出口、1.4—沉淀物出口、2—离心泵、3—保安过滤器、4—细滤沼液存储罐、4.1—细滤沼液入口、4.2—细滤沼液出口、4.3—第一浓缩沼液入口、5—细滤沼液泵、6—加热器、6.1—低温流体入口、6.2—高温流体出口、7—中空纤维膜接触器、7.1—热沼液入口、7.2—浓缩稀相出口、7.3—浓缩沼液出口、8—三通阀、9—真空泵、10—洗涤净化塔、10.1—第二浓缩沼液入口、10.2—富CO2沼液出口、10.3—第二沼气入口、10.4—第二沼气出口、11—冷凝器、11.1—氨水出口、11.2—排放水出口、12.1—第一阀门、12.2—第二阀门、13—氨水存放罐、14—氨水泵、15—脱硫脱碳塔、15.1—第一沼气入口、15.2—第一沼气出口、15.3—氨水入口、15.4—氨水富液出口、16—氨水富液存放罐、17—沼液富液储液罐、17.1—富CO2沼液入口、17.2—富CO2沼液出口、18—温度计、19.1—第一压力表、19.2—第二压力表、20—pH传感器、21—氨水浓度传感器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示的沼液减量化处理和沼气协同净化系统及净化方法，包括沼液混合搅拌罐1、离心泵2、保安过滤器3、细滤沼液存储罐4、细滤沼液泵5、加热器6、中空纤维膜接触器7、真空泵9、洗涤净化塔10、冷凝器11、氨水存放罐13、氨水泵14、氨水富液存放罐16、脱硫脱碳塔15、沼液富液储液罐17，它还包括三通阀8、第一阀门12.1、第二阀门12.2，其中，所述沼液混合搅拌罐1设有沼液进口1.1、草木灰进口1.2，所述离心泵2的输入端连接沼液混合搅拌罐1的粗滤沼液出口1.3，所述离心泵2的输出端通过保安过滤器3连接细滤沼液存储罐4的细滤沼液入口4.1，所述细滤沼液存储罐4的细滤沼液出口4.2通过细滤沼液泵5连接加热器6的低温流体入口6.1，所述加热器6的高温流体出口6.2连接中空纤维膜接触器7的热沼液入口7.1，所述中空纤维膜接触器7的浓缩沼液出口7.3连接三通阀8的第一接口，所述三通阀8的第二接口连接细滤沼液存储罐4的第一浓缩沼液入口4.3，所述三通阀8的第三接口连接洗涤净化塔10的第二浓缩沼液入口10.1，所述洗涤净化塔10的富CO2沼液出口10.2连接沼液富液储液罐17的富CO2沼液入口17.1，所述中空纤维膜接触器7的浓缩稀相出口7.2通过真空泵9连接冷凝器11的输入端，所述冷凝器11的排放水出口11.2连接第二阀门12.2，所述冷凝器11的氨水出口11.1通过第一阀门12.1连接氨水存放罐13的输入端，所述氨水存放罐13的输出端通过氨水泵14连接脱硫脱碳塔15的氨水入口15.3，所述脱硫脱碳塔15的氨水富液出口15.4连接氨水富液存放罐16；
所述脱硫脱碳塔15还设有第一沼气入口15.1和第一沼气出口15.2，所述洗涤净化塔10还设有第二沼气入口10.3和第二沼气出口10.4，所述脱硫脱碳塔15的第一沼气出口15.2连接洗涤净化塔10的第二沼气入口10.3；
所述沼液富液储液罐17还设有富CO2沼液出口17.2。
上述技术方案中，所述的沼液混合搅拌罐1还设有pH传感器20，所述加热器6与中空纤维膜接触器7的热沼液入口7.1之间的管路内设有温度计18和第一压力表19.1，所述中空纤维膜接触器7的浓缩稀相出口7.2与真空泵9之间的管路内设有第二压力表19.2，所述冷凝器11的氨水出口11.1与氨水存放罐13之间的管路内设有氨水浓度传感器21。
上述技术方案中，上述温度计18、第一压力表19.1、第二压力表19.2、pH传感器20及氨水浓度传感器21均用于测量各处溶液的相关参数，确定本系统是否在正常的范围运行，有不足或者超过相关参数，将对沼液混合搅拌罐1，细滤沼液泵4和加热器6及真空泵9等进行调节，保证系统的正常工作。
上述技术方案中，所述沼液混合搅拌罐1底端还设有用于排放草木灰和沼渣的沉淀物出口1.4。
上述技术方案中，所述沼液混合搅拌罐1内设有用于物料混合及沉淀的搅拌器和固液分离装置，从而可以将沼液和草木灰充分混合，并进行沉淀。
上述技术方案中，所述离心泵2采用具有忍受悬浮物特性的离心泵，从而有利于抽取沼液而不造成堵塞。
上述技术方案中，所述保安过滤器3内设有微孔过滤膜，所述微孔过滤膜的孔径为10～50um。
上述技术方案中，所述加热管的热源采用太阳能或废热等低品位能源，从而起到节能环保的作用。
上述技术方案中，所述中空纤维膜接触器7和脱硫脱碳塔15内部为疏水性中空纤维膜，所述疏水性中空纤维膜仅允许气体自由通过，液体不能渗透通过。
上述技术方案中，所述的真空泵9、冷凝器11、脱硫脱碳塔15、氨水泵14、氨水存放罐13、氨水富液存放罐16均采用耐碱材料制成，从而可避免氨水造成的腐蚀性损害。
一种利用上述沼液减量化处理和沼气协同净化系统的净化方法，通过向沼液中添加草木灰，增强沼液的碱度、pH值，降低沼液COD和沼液悬浮物浓度，再通过膜减压浓缩技术从沼液中回收氨和对沼液进行浓缩，实现沼液中氨氮含量的控制和沼液减量化处理的目的。在沼液膜减压浓缩过程中，还可以达到氨的富集，利用从沼液中富集的氨水对沼气同时脱硫脱碳，达到对沼气的初步净化，再利用高pH值的浓缩沼液洗涤沼气中夹带的氨气(NH3)和进一步吸收沼气CO2，使沼气得到净化并增加沼液中氮素含量。本发明可实现沼液的减量化处理、增加沼液中营养物质的含量，保证氨氮含量在合理的利用区间，同时，本发明完全依靠废弃物和低品位能源，达到低成本处理沼液和净化沼气的目的。
本发明具体来说包括如下步骤：
步骤1：在沼液混合搅拌罐1中同时添加原沼液和草木灰，草木灰的添加量占添加的原沼液和草木灰总质量分数的10％～20％，至少混合搅拌1～2h后沉淀24～48h，使混合液中的沼渣和未溶解的草木灰沉淀完全，并调节沼液的pH值至10.5～11.5，得到粗滤沼液；
步骤2：用离心泵2抽取沼液混合搅拌罐1中的粗滤沼液，并由粗滤沼液出口1.3进入保安过滤器3，经过保安过滤器3过滤后得到细滤沼液，细滤沼液再由细滤沼液入口4.1进入细滤沼液存储罐4，将沼液混合搅拌罐1中的沉淀物质由沉淀物出口1.4排出；
步骤3：开启真空泵9和冷凝器11，使中空纤维膜接触器7的壳程绝对压力保持在2～5kPa(通过压力表19的读数来反映)，冷凝器11的温度为-4～-6℃，用细滤沼液泵5将细滤沼液由细滤沼液出口4.2抽入加热器6中，在加热器6中加热到50～55℃后由热沼液入口7.1进入中空纤维膜接触器7，加热后沼液中的氨水先扩散到中空纤维膜接触器7的气相中，该气相(具有加热后沼液中的氨水)再被真空泵9抽到冷凝器11中冷凝下来，同时关闭排放水出口11.2，开启氨水出口11.1及第一阀门12.1，冷凝回收的氨水进入氨水存放罐13；去除氨水的沼液在中空纤维膜接触器7中得到浓缩而转变成沼液浓缩相，沼液浓缩相再经过三通阀8的第二接口由第一浓缩沼液入口4.3流回细滤沼液存储罐4；
步骤4：通过氨水浓度传感器21检测氨水出口11.1流出的氨水的浓度，低于设定值(氨水出口的浓度为设定值为50ppm，或50mg/L，)后关闭氨水出口11.1和第一阀门12.1，开启排放水出口11.2和第二阀门12.2，由排放水出口11.2直接排出可达标排放的水，并继续浓缩(继续浓缩的方式依然为减压膜浓缩)沼液直到细滤沼液存储罐4中的沼液为细滤沼液初始体积的三分之一；
步骤5：开启氨水泵14，从氨水存放罐13中抽取氨水由氨水进口15.3进入脱硫脱碳塔15的顶部，从脱硫脱碳塔15顶部喷淋氨水，并与由脱硫脱碳塔15底部的第一沼气入口15.1进入塔内的沼气逆向接触反应，从而脱除沼气中全部的硫化氢H2S和部分的CO2，该部分的CO2为上述沼气中CO2总体积分数的2％～5％，吸收H2S和CO2酸性气体后生成的氨水富液由氨水富液出口15.4进入氨水富液存放罐16，经过脱硫脱碳的沼气由脱硫脱碳塔15顶部的第一沼气出口15.2排出后，经过第二沼气入口10.3进入洗涤净化塔10；
步骤6：当细滤沼液存储罐4中的沼液为细滤沼液体积的三分之一时，关闭加热器6、真空泵9和冷凝器11，沼液浓缩相通过三通阀8的第三接口由第二浓缩沼液入口10.1进入洗涤净化塔10，沼液浓缩相在洗涤净化塔10中与沼气中剩下的CO2反应，沼液浓缩相吸收从脱硫脱碳塔15的沼气中带出的氨气，达到沼气净化的目的；
步骤7：吸收了CO2和氨气后的沼液浓缩相由富CO2沼液入口17.1进入沼液富液储液罐17，得到沼液富液。
上述技术方案中，沼气通过步骤5和步骤6中可以脱除全部的H2S、氨气和部分的CO2，达到沼气净化的目的。
上述技术方案的步骤7中，所得到的沼液富液实际上是优质的液态肥，适用于农业施用。
说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：包括沼液混合搅拌罐(1)、离心泵(2)、保安过滤器(3)、细滤沼液存储罐(4)、细滤沼液泵(5)、加热器(6)、中空纤维膜接触器(7)、真空泵(9)、洗涤净化塔(10)、冷凝器(11)、氨水存放罐(13)、氨水泵(14)、脱硫脱碳塔(15)、氨水富液存放罐(16)、沼液富液储液罐(17)，它还包括三通阀(8)、第一阀门(12.1)、第二阀门(12.2)，其中，所述沼液混合搅拌罐(1)设有沼液进口(1.1)、草木灰进口(1.2)，所述离心泵(2)的输入端连接沼液混合搅拌罐(1)的粗滤沼液出口(1.3)，所述离心泵(2)的输出端通过保安过滤器(3)连接细滤沼液存储罐(4)的细滤沼液入口(4.1)，所述细滤沼液存储罐(4)的细滤沼液出口(4.2)通过细滤沼液泵(5)连接加热器(6)的低温流体入口(6.1)，所述加热器(6)的高温流体出口(6.2)连接中空纤维膜接触器(7)的热沼液入口(7.1)，所述中空纤维膜接触器(7)的浓缩沼液出口(7.3)连接三通阀(8)的第一接口，所述三通阀(8)的第二接口连接细滤沼液存储罐(4)的第一浓缩沼液入口(4.3)，所述三通阀(8)的第三接口连接洗涤净化塔(10)的第二浓缩沼液入口(10.1)，所述洗涤净化塔(10)的富CO2沼液出口(10.2)连接沼液富液储液罐(17)的富CO2沼液入口(17.1)，所述中空纤维膜接触器(7)的浓缩稀相出口(7.2)通过真空泵(9)连接冷凝器(11)的输入端，所述冷凝器(11)的排放水出口(11.2)连接第二阀门(12.2)，所述冷凝器(11)的氨水出口(11.1)通过第一阀门(12.1)连接氨水存放罐(13)的输入端，所述氨水存放罐(13)的输出端通过氨水泵(14)连接脱硫脱碳塔(15)的氨水入口(15.3)，所述脱硫脱碳塔(15)的氨水富液出口(15.4)连接氨水富液存放罐(16)；
所述脱硫脱碳塔(15)还设有第一沼气入口(15.1)和第一沼气出口(15.2)，所述洗涤净化塔(10)还设有第二沼气入口(10.3)和第二沼气出口(10.4)，所述脱硫脱碳塔(15)的第一沼气出口(15.2)连接洗涤净化塔(10)的第二沼气入口(10.3)；
所述沼液富液储液罐(17)还设有富CO2沼液出口(17.2)。
2.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：所述沼液混合搅拌罐(1)还设有pH传感器(20)，所述加热器(6)与中空纤维膜接触器(7)的热沼液入口(7.1)之间的管路内设有温度计(18)和第一压力表(19.1)，所述中空纤维膜接触器(7)的浓缩稀相出口(7.2)与真空泵(9)之间的管路内设有第二压力表(19.2)，所述冷凝器(11)的氨水出口(11.1)与氨水存放罐(13)之间的管路内设有氨水浓度传感器(21)。
3.根据权利要求1或2所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：所述沼液混合搅拌罐(1)底端还设有用于排放草木灰和沼渣的沉淀物出口(1.4)。
4.根据权利要求1或2所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：所述沼液混合搅拌罐(1)内设有用于物料混合及沉淀的搅拌器和固液分离装置。
5.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：所述离心泵(2)采用具有忍受悬浮物特性的离心泵。
6.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：所述保安过滤器(3)内设有微孔过滤膜，所述微孔过滤膜的孔径为10～50um。
7.根据权利要求1或2所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：所述加热器(6)内设有加热管，所述加热管的热源采用太阳能或废热能源。
8.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：所述中空纤维膜接触器(7)和脱硫脱碳塔(15)内部为疏水性中空纤维膜，所述疏水性中空纤维膜仅允许气体自由通过，液体不能渗透通过。
9.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于：所述的真空泵(9)、冷凝器(11)、脱硫脱碳塔(15)、氨水泵(14)、氨水存放罐(13)、氨水富液存放罐(16)均采用耐碱材料制成。
10.一种利用权利要求1所述沼液减量化处理和沼气协同净化系统进行净化的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：在沼液混合搅拌罐(1)中同时添加原沼液和草木灰，草木灰的添加量占添加的原沼液和草木灰总质量分数的10％～20％，混合搅拌1～2h后沉淀24～48h，使混合液中的沼渣和未溶解的草木灰沉淀完全，并调节沼液的pH值至10.5～11.5，得到粗滤沼液；
步骤2：用离心泵(2)抽取沼液混合搅拌罐(1)中的粗滤沼液，并由粗滤沼液出口(1.3)进入保安过滤器(3)，经过保安过滤器(3)过滤后得到细滤沼液，细滤沼液再由细滤沼液入口(4.1)进入细滤沼液存储罐(4)，将沼液混合搅拌罐(1)中的沉淀物质由沉淀物出口(1.4)排出；
步骤3：开启真空泵(9)和冷凝器(11)，使中空纤维膜接触器(7)的壳程绝对压力保持在2～5kPa，冷凝器(11)的温度为-4～-6℃，用细滤沼液泵(5)将细滤沼液由细滤沼液出口(4.2)抽入加热器(6)中，在加热器(6)中加热到50～55℃后由热沼液入口(7.1)进入中空纤维膜接触器(7)，加热后沼液中的氨水先扩散到中空纤维膜接触器(7)的气相中，该气相再被真空泵(9)抽到冷凝器(11)中冷凝下来，同时关闭排放水出口(11.2)，开启氨水出口(11.1)及第一阀门(12.1)，冷凝回收的氨水进入氨水存放罐(13)；去除氨水的沼液在中空纤维膜接触器(7)中得到浓缩而转变成沼液浓缩相，沼液浓缩相再经过三通阀(8)的第二接口由第一浓缩沼液入口(4.3)流回细滤沼液存储罐(4)；
步骤4：通过氨水浓度传感器(21)检测氨水出口(11.1)流出的氨水的浓度，低于设定值后关闭氨水出口(11.1)和第一阀门(12.1)，开启排放水出口(11.2)和第二阀门(12.2)，由排放水出口(11.2)直接排出可达标排放的水，并继续浓缩沼液直到细滤沼液存储罐(4)中的沼液为细滤沼液初始体积的三分之一；
步骤5：开启氨水泵(14)，从氨水存放罐(13)中抽取氨水由氨水进口(15.3)进入脱硫脱碳塔(15)的顶部，从脱硫脱碳塔(15)顶部喷淋氨水，并与由脱硫脱碳塔(15)底部的第一沼气入口(15.1)进入塔内的沼气逆向接触反应，从而脱除沼气中全部的硫化氢和部分的CO2，该部分的CO2为上述沼气中CO2总体积分数的2％～5％，吸收硫化氢和CO2酸性气体后生成的氨水富液由氨水富液出口(15.4)进入氨水富液存放罐(16)，经过脱硫脱碳的沼气由脱硫脱碳塔(15)顶部的第一沼气出口(15.2)排出后，经过第二沼气入口(10.3)进入洗涤净化塔(10)；
步骤6：当细滤沼液存储罐(4)中的沼液为细滤沼液体积的三分之一时，关闭加热器(6)、真空泵(9)和冷凝器(11)，沼液浓缩相通过三通阀(8)的第三接口由第二浓缩沼液入口(10.1)进入洗涤净化塔(10)，沼液浓缩相在洗涤净化塔(10)中与沼气中剩下的CO2反应，沼液浓缩相吸收从脱硫脱碳塔(15)的沼气中带出的氨气；
步骤7：吸收了CO2和氨气后的沼液浓缩相由富CO2沼液入口(17.1)进入沼液富液储液罐(17)，得到沼液富液。
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