CN107089734A - 基于co2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，包括沼液过滤设备、加热设备、热交换设备、沼液减压脱氨设备、脱氨沼液CO2吸收塔、有机营养液预配设备、沼气提纯气存储设备、氨水收集设备、生菜深液流栽培设备、深液流栽培供气设备、排放液收集设备。本发明以有机质厌氧发酵所产生的副产物沼液通过脱氨预处理提升pH后，作为沼气中CO2的吸收剂，可在不添加任何外源吸收剂的情况下，提纯沼气，将沼气中CH4体积分数提升到85％以上。吸收CO2后的脱氨沼液经过低倍稀释后，可替代无机营养液用于水培行业，通过脱氨沼液水培处理后的生菜较无机营养液培养在品质、产量等方面表现出明显提升。

Description

基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统与方法
技术领域
本发明涉及沼气提纯与沼液无害化处理一体化技术领域，具体涉及一种基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统与方法。
背景技术
沼气主要由体积分数为60％～70％的CH4、30％～40％的CO2及微量H2S等成分组成，是一种清洁的可再生能源，在我国已广泛应用。基于此，我国各种类型的沼气工程数量不断增加。随着沼气工程数量的不断增加，沼液的低成本无害化处理处置日益备受关注，其已成为制约沼气工程良性发展的关键瓶颈之一。沼液是沼气发酵过程中的重要副产物，具有产量大、廉价、营养元素丰富等特点，是一种可再生资源。沼液的有效、无害化使用可以实现资源的可循环利用。正常发酵的沼液中富含粗纤维、氮、磷、钾、微量元素、氨基酸、活性酶、植物生长激素、抗菌素等物质，腐熟程度高，且不含病菌及虫卵，这些成分都是植物生长所必需的营养物质。相关研究表明，沼液用作植物的根肥，既能增加农作物的产量，又可以生产出无公害农产品，具有良好的社会效益和经济效益。但是沼液中的高氨氮含量及高化学需氧量(COD)浓度会对植物造成严重的毒害作用，必须先要进行氨氮脱除处理与COD浓度控制。为了提高沼液氨氮脱除效率，首先应提升沼液的pH值，使其中自由氨比率大幅增加。通过脱氨处理后的沼液，氨氮含量和COD浓度均会下降，但pH高，必须进行pH稳定后才能进一步利用。显然，通过添加酸可以实现沼液pH值的快速降低，但酸消耗量大，成本高，同时外加酸也可能会形成二次污染。因此，有必要寻找一种低成本、无污染的脱氨后沼液pH降低的方法。
沼气工程产生的沼气中含有大量的CO2，可用于降低脱氨沼液的pH值，实现沼液pH值的稳定。同时，沼气中CO2被高pH值沼液吸收后，CH4含量增加，沼气热值得到大幅提升，有助于拓展沼气的使用范围，利于沼气的高值化和工业化应用。另外，高pH值脱氨沼液作为沼气CO2吸收剂，可无需重复使用，即无需对富CO2沼液进行再生，摒弃了现有沼气CO2化学吸收法工艺中的对外界能量依赖最大的部分(即富CO2溶液的热再生部分，其可占总能耗的60％以上)，可大幅降低沼气CO2化学吸收能耗，进而有利于大幅降低沼气CO2分离成本。然而，吸收CO2稳定pH值后的沼液虽然降低了氨氮和COD含量，但还不能达到农田用水的排放标准，需要进一步处理。
水培经济作物对污水有较好的净化能力，能大幅降低污水的氨氮和COD浓度。如以丝瓜、茭白、水芹菜、西洋菜等的水培为例，当污水停留时间为120h时，废水中污染物的去除效果为：总氮去除率可达89.0％～95.9％、总磷去除率达81.3％～98.6％、铵态氮去除率达93.9％～99.6％、COD去除率可达35.6％～87.4％。显然，对沼液进行蔬菜水培处理，将会有助于大幅降低其氨氮和COD含量。同时，国内外目前都在积极推广无土栽培生产蔬菜的模式，无土栽培作为世界设施农业中广泛采用的先进技术，具有避免土传病虫害及连作障碍、肥料利用率高、节约用水以及生产的可控性等诸多优点，已成为发展无公害绿色蔬菜生产的可靠途径。但是目前无土栽培配制的营养液成本高，主要使用无机化学药品，对环境危害大。因此，以沼液代替或部分取代化学营养液进行蔬菜栽培对于提高蔬菜产量和品质将具有重要意义。但是目前沼液的水培都是通过简单的高倍稀释达到沼液的利用，不仅会浪费大量淡水，还会因为过度稀释而使某些成分含量降低失去作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统与方法，该系统与方法首先对沼气工程产生的原沼液加入CaO进行pH调整与COD脱除，然后进行减压脱氨处理。脱氨处理后，原沼液中的氨氮含量可下降约92.2％，COD含量可下降约40.1％(具体效果参见附表1)，同时将pH提升至约12的水平。接着依靠脱氨沼液的强碱性质，将沼气工程所产的沼气进行多次循环以促进脱氨沼液对沼气中CO2的分离吸收，一般3～4次循环即可使脱氨沼液pH降低到6～7之间，沼气中的CH4含量提高到85％以上。吸收CO2后的脱氨沼液根据氨氮含量进行合理稀释，通入生菜水培系统中，对该系统进行间歇式供气，并监测脱氨培养液的电导率(EC)，一般10～14天时EC即可降低到500μs/cm，此时的COD即可完全满足农田灌溉用水的标准，可直接排放到农田中用作微量肥或灌溉。在本系统中，将协同处理后的沼液进行收集后集中排放。同时，沼液脱除的氨氮将以氨水形式回收，可用于叶菜类根肥或销售。通过本发明能够对沼液进行无害化处理达到农田使用标准，同时可获得无公害、营养价值比通过化学营养液栽培更高的生菜，还可在沼气工程内完全依靠工程本身产生的沼液实现沼气中CO2分离，使CH4含量提高到85％以上，进而实现沼液无害处理和高品质、低成本生菜生产以及沼气高值化利用的三重目标。
为解决上述技术问题，本发明公开的一种基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，其特征在于：它包括沼液减压脱氨设备、脱氨沼液CO2吸收塔、有机营养液预配设备、沼气提纯气存储设备、生菜深液流栽培设备、深液流栽培供气设备、排放液收集设备、沼液过滤设备、加热设备、氨水收集设备以及沼气池，其中，沼气池的沼液出口连接沼液过滤设备的输入口，沼液过滤设备的输出口连接加热设备的输入端，加热设备的输出端连接沼液减压脱氨设备的过滤沼液进液口，沼液减压脱氨设备的冷凝口连接氨水收集设备的输入端，所述氨水收集设备具有氨水出口，沼液减压脱氨设备的脱氨沼液出液口连接脱氨沼液CO2吸收塔的脱氨沼液进液口，脱氨沼液CO2吸收塔的沼气进气口连接沼气池的沼气口，脱氨沼液CO2吸收塔的富CO2脱氨沼液出液口连接有机营养液预配设备的富CO2脱氨沼液进液口，脱氨沼液CO2吸收塔的沼气提纯气的出气口连接沼气提纯气存储设备的进气口，沼气提纯气存储设备的出气口通过气体压缩机连接脱氨沼液CO2吸收塔的沼气提纯气进气口，有机营养液预配设备的有机营养液出液口连接生菜深液流栽培设备的有机营养液进液口，生菜深液流栽培设备内铺设深液流栽培供气设备的供气管道，生菜深液流栽培设备的栽培废液出液口接入排放液收集设备。
它还包括热交换设备，所述沼液过滤设备的输出口连接热交换设备的第一输入端，热交换设备的第一输出端连接加热设备的输入端，沼液减压脱氨设备的脱氨沼液出液口连接热交换设备的第二输入端，热交换设备的第二输出端连接脱氨沼液CO2吸收塔的脱氨沼液进液口。
一种利用上述系统的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：沼气池所产生的新鲜沼液通过沼液出口进入沼液过滤设备进行过滤，过滤沼液经过热交换设备，回收脱氨沼液中的一部分余热后，再通入加热设备将热交换后的过滤沼液加热至75～85℃，然后进入沼液减压脱氨设备，再加入CaO混合反应，对原沼液中的高氨氮(原沼液中含有超过1000mg/L的氨氮含量，即为高含量氨氮)进行脱除，同时降低COD含量，并通过冷凝口收集挥发出的氨到氨水收集设备；
步骤2：脱氨预处理的沼液从沼液减压脱氨设备的脱氨沼液出液口通过热交换设备与过滤沼液进行热交换降低温度后，吸入到脱氨沼液CO2吸收塔，待本批次脱氨后的沼液全部进入脱氨沼液CO2吸收塔后，关闭脱氨沼液进液口和富CO2脱氨沼液出液口，并将沼气池的沼气从沼气进气口通入到脱氨沼液CO2吸收塔，在脱氨沼液CO2吸收塔内与脱氨沼液进行反应从而实现沼气中CO2的吸收，沼气提纯气通过脱氨沼液CO2吸收塔的沼气提纯气的出气口进入沼气提纯气存储设备储存，待沼气池产生的沼气全部通入脱氨沼液CO2吸收塔后关闭沼气进气口，然后开启脱氨沼液CO2吸收塔的沼气提纯气进气口，并将沼气提纯气存储设备中的沼气泵入到脱氨沼液CO2吸收塔中，形成沼气循环，使沼气中CO2得到最大吸收处理，同时观察脱氨沼液CO2吸收塔的pH读数，当脱氨沼液CO2吸收塔的pH读数降低到7以下，关闭沼气提纯气存储设备的进气口和出气口；
步骤3：将pH低于7的脱氨沼液从脱氨沼液CO2吸收塔的富CO2脱氨沼液出液口全部通入到有机营养液预配设备中，用水进行稀释，使pH低于7的脱氨沼液中的氨氮浓度降低至10～18mg/L，配制成有机营养液备用；
步骤4：在有机营养液预配设备中有机营养液从有机营养液出液口通入到生菜深液流栽培设备中，生菜利用浮板栽培到生菜深液流栽培设备上，同时通过深液流栽培供气设备对有机营养液进行间歇式曝气，观察生菜深液流栽培设备上的电导率显示屏，当生菜深液流栽培设备中的有机营养液的电导率降低到450～550μs/cm时，该批有机营养液即成为栽培废液；
步骤5：将上述栽培废液通过生菜深液流栽培设备的栽培废液出液口通入到排放液收集设备中。
本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明以沼气工程厌氧发酵产生的副产物沼液进行脱氨预处理后，利用脱氨沼液中氢氧化钙的强碱性作为CO2的吸收剂，通过在脱氨沼液中循环通入沼气，实现沼气工程中所产沼气的全部提纯，从而得到CH4含量高的优质沼气提纯气。所用沼液吸收剂是环境友好型吸收剂，可降解，且成本低，能够有效降低沼气中CO2脱除的成本。
2、本发明以脱氨沼液代替化学营养液用于生菜水培种植，通过脱氨预处理的沼液氨氮和COD含量低(具体数据见附表1)，用于种植时所需淡水稀释倍数低，可节约水资源。同时脱氨沼液可以替代昂贵的化学营养液应用于水培，水培成本低，配制有机营养液的过程简单方便。
3、协同处置后的沼液的EC(电导率)、pH、COD、总磷(TP)以及氨氮浓度都低于农业灌溉用水标准(详细数据见附表3)，废液已经接近清澈(具体效果见附图2)，且沼液中的重金属含量基本可以忽略，建议直接当作灌溉用水排放或用作微肥进行灌溉，既绿色环保有效的处理了沼液，还不会因为直接排放沼液，造成农田因滞纳沼液而闲置浪费。
4、通过脱氨沼液培养种植的生菜，相比化学营养液的种植，品质产量均有所提升(见附图3、附图4)。通过脱氨沼液培养的生菜具有产量高，植株壮，叶绿素含量高，光合产物累积量多，维生素C含量多，硝酸盐含量少等优点。而且整个水培系统绿色环保无污染。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为原沼液、脱氨沼液与水培后的5倍稀释、10倍稀释沼液及化学营养液的浊度表观图；
图3为脱氨沼液稀释5倍、10倍用于水培生菜与化学营养液水培生菜的农艺学特征比较；
图4为脱氨沼液稀释5倍、10倍用于水培生菜与化学营养液水培生菜的生理学特征比较；
表1为沼液减压脱氨前后的相应指标变化表；
表2为脱氨沼液用于水培生菜35天的相应指标变化表；
表3为用于水培14天时的废液相关指标与农田灌溉用水标准比较表。
其中，1—沼液减压脱氨设备、1.1—过滤沼液进液口、1.2—脱氨沼液出液口、1.3—冷凝口、2—脱氨沼液CO2吸收塔、2.1—脱氨沼液进液口、2.2—沼气进气口、2.3—富CO2脱氨沼液出液口、2.4—沼气提纯气的出气口、2.5—沼气提纯气进气口、3—沼气提纯气存储设备、3.1—气体压缩机、4—有机营养液预配设备、4.1—富CO2脱氨沼液进液口、4.2—有机营养液出液口、5—生菜深液流栽培设备、5.1—有机营养液进液口、5.2—栽培废液出液口、6—深液流栽培供气设备、6.1—供气管道、7—排放液收集设备、7.1—排液出口、8—沼气池、8.1—沼液出口、8.2—沼气口、8.3—气体压缩机、9—沼液过滤设备、10—热交换设备、11—加热设备、12—氨水收集设备、12.1—氨水出口。
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：
本发明的一种基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，它包括沼液减压脱氨设备1、脱氨沼液CO2吸收塔2、有机营养液预配设备4、沼气提纯气存储设备3、生菜深液流栽培设备5、深液流栽培供气设备6、排放液收集设备7、沼液过滤设备9、加热设备11、氨水收集设备12以及沼气池8，其中，沼气池8的沼液出口8.1连接沼液过滤设备9的输入口，沼液过滤设备9的输出口连接加热设备11的输入端，加热设备11的输出端连接沼液减压脱氨设备1的过滤沼液进液口1.1，沼液减压脱氨设备1的冷凝口1.3连接氨水收集设备12的输入端，所述氨水收集设备12具有氨水出口12.1(收集的氨水需要从该出口排出)，沼液减压脱氨设备1的脱氨沼液出液口1.2连接脱氨沼液CO2吸收塔2的脱氨沼液进液口2.1，脱氨沼液CO2吸收塔2的沼气进气口2.2连接沼气池8的沼气口8.2，脱氨沼液CO2吸收塔2的富CO2脱氨沼液出液口2.3连接有机营养液预配设备4的富CO2脱氨沼液进液口4.1，脱氨沼液CO2吸收塔2的沼气提纯气的出气口2.4连接沼气提纯气存储设备3的进气口，沼气提纯气存储设备3的出气口通过气体压缩机3.1连接脱氨沼液CO2吸收塔2的沼气提纯气进气口2.5，有机营养液预配设备4的有机营养液出液口4.2连接生菜深液流栽培设备5的有机营养液进液口5.1，生菜深液流栽培设备5内铺设深液流栽培供气设备6的供气管道6.1，生菜深液流栽培设备5的栽培废液出液口5.2接入排放液收集设备7。
上述技术方案中，它还包括热交换设备10，所述沼液过滤设备9的输出口连接热交换设备10的第一输入端，热交换设备10的第一输出端连接加热设备11的输入端，沼液减压脱氨设备1的脱氨沼液出液口1.2连接热交换设备10的第二输入端，热交换设备10的第二输出端连接脱氨沼液CO2吸收塔2的脱氨沼液进液口2.1。
上述技术方案中，所述沼气池8的沼液出口8.1通过蠕动泵将沼液传输到沼液过滤设备9的输入口，沼液过滤设备9连接沼液减压脱氨设备1的过滤沼液进液口1.1之间设有用于控制流量的流量计。
上述技术方案中，所述脱氨沼液CO2吸收塔2的沼气进气口2.2与沼气池8的沼气口8.2之间设有气体压缩机8.3。使沼气池8中所产生的沼气能全部快速进入脱氨沼液CO2吸收塔2。
上述技术方案中，所述沼气提纯气存储设备3的出气口通过气体压缩机连接脱氨沼液CO2吸收塔2的沼气提纯气进气口2.5。
上述技术方案中，所述有机营养液预配设备4的有机营养液出液口4.2连接一段水肥一体化管网后连接生菜深液流栽培设备5的有机营养液进液口5.1。
上述技术方案中，所述排放液收集设备7设置有排液出口7.1，排液出口7.1设有配套阀门，所述脱氨沼液CO2吸收塔2中带有pH传感器，生菜深液流栽培设备5带有电导率传感器。pH传感器测量的是脱氨沼液CO2吸收塔2里的液体的酸碱度，低于7即可表明CO2吸收饱和；电导率传感器测的是生菜深液流栽培设备5里的溶液，电导率低于500μs/cm，表明相对应的化学耗氧量COD也会降低至期望值。
上述技术方案中，所述脱氨沼液CO2吸收塔2的沼气进气口2.2和富CO2脱氨沼液出液口2.3均位于脱氨沼液CO2吸收塔2的塔底，沼气提纯气的出气口2.4位于脱氨沼液CO2吸收塔2的塔顶。该设计保证吸收塔中的CH4(密度小于空气)顺利排出，同时增大CO2(密度大于空气)的吸收效果。脱氨沼液CO2吸收塔2应该做到尽量高，以增加沼气和脱氨沼液的有效接触面积，增大CO2吸收量。
一种利用上述系统的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理方法，该方法通过对沼气工程产生的原沼液加入CaO进行pH调整与COD脱除，然后进行减压脱氨预处理。脱氨处理后，原沼液中的氨氮含量可下降92.2％、COD含量可下降40.1％(具体效果参见附表1)，同时将pH提升至约12水平。接着依靠脱氨沼液的强碱性，将沼气工程所产生的沼气进行多次循环以促进脱氨沼液对沼气中CO2的分离吸收，一般3～4次循环即可使脱氨沼液pH降低到6～7之间，沼气中的CH4含量提高到85％以上。吸收CO2后的脱氨沼液根据氨氮含量进行合理稀释，通入生菜水培系统中，对该系统进行间歇式供气，并监测脱氨培养液的电导率(EC)，一般10～14天时EC即可降低到500μs/cm，此时的COD即可完全满足农田灌溉用水的标准，可直接排放到农田中用作微量肥或灌溉，在本系统中将协同处置的沼液进行收集后集中排放。同时，沼液脱除的氨氮将以氨水形式回收，可用于叶菜类根肥或销售。通过本发明能够对沼液进行无害化处理达到农田使用标准，同时可获得无公害、营养价值比通过化学营养液栽培更高的生菜，还可在沼气工程内完全依靠工程本身产生的沼液实现沼气中CO2分离，使CH4含量提高到85％以上进而实现沼液无害处理和高品质、低成本生菜生产以及沼气高值化利用的三重目标。
本发明具体来说包括如下步骤：
步骤1：沼气池8所产生的新鲜沼液通过沼液出口8.1进入沼液过滤设备9进行过滤，过滤沼液经过热交换设备10，回收脱氨沼液中的一部分余热后，再通入加热设备11将热交换后的过滤沼液加热至75～85℃(优选75℃)，然后进入沼液减压脱氨设备1，在40kPa条件下，加入10g/L的CaO混合反应1小时，对原沼液中的高氨氮进行脱除，同时降低COD含量(详细数据如附表1所示)，并通过冷凝口1.3收集挥发出的氨到氨水收集设备12；
步骤2：脱氨预处理的沼液从沼液减压脱氨设备1的脱氨沼液出液口1.2通过热交换设备10与过滤沼液进行热交换降低温度后，用蠕动泵吸入到脱氨沼液CO2吸收塔2，待本批次脱氨后的沼液全部进入脱氨沼液CO2吸收塔2后，关闭脱氨沼液进液口2.1和富CO2脱氨沼液出液口2.3(沼液进入的体积根据具体的沼气工程规模而定，以容积产气率为1，水力滞留期为20天的沼气工程为例，其用于沼气CO2分离的沼液与沼气体积比约为1：20)，并将沼气池8的沼气从沼气进气口2.2通入到脱氨沼液CO2吸收塔2，在脱氨沼液CO2吸收塔2内与脱氨沼液进行反应从而实现沼气中CO2的吸收，沼气提纯气通过脱氨沼液CO2吸收塔2的沼气提纯气的出气口2.4进入沼气提纯气存储设备3储存，待沼气池8产生的沼气全部通入脱氨沼液CO2吸收塔2后关闭沼气进气口2.2，然后开启脱氨沼液CO2吸收塔2的沼气提纯气进气口2.5，并通过气体压缩机3.1将沼气提纯气存储设备3中的沼气泵入到脱氨沼液CO2吸收塔2中，形成沼气循环，使沼气中CO2得到最大吸收处理，同时观察脱氨沼液CO2吸收塔2的pH读数，当脱氨沼液CO2吸收塔2的pH读数降低到7以下(一般循环3～4次即可将pH高达12的脱氨沼液降低到7以下。而此时的沼气提纯气存储设备3中的沼气提纯气甲烷含量可提升到85％以上)，关闭沼气提纯气存储设备3的进气口和出气口；
步骤3：将pH低于7的脱氨沼液从脱氨沼液CO2吸收塔2的富CO2脱氨沼液出液口2.3全部通入到有机营养液预配设备4中，用水进行5～7倍的稀释，即可使pH低于7的脱氨沼液中的氨氮浓度降低至10～18mg/L(优选18mg/L)，配制成有机营养液备用；
步骤4：在有机营养液预配设备4中有机营养液从有机营养液出液口4.2通过水肥一体化管网通入到生菜深液流栽培设备5中，育苗9～11天的生菜利用浮板栽培到生菜深液流栽培设备5上，同时通过深液流栽培供气设备6对有机营养液进行间歇式曝气(一般通气5分钟后停20分钟(循环操作)，以此增加营养液中的溶解氧(DO)，保障生菜根系正常呼吸)，观察生菜深液流栽培设备5上的电导率显示屏，当生菜深液流栽培设备5中的有机营养液的电导率降低到450～550μs/cm(优选500μs/cm，一般10～14天后，营养液的电导率值即可从1500～2000μs/cm降低到500μs/cm左右，此时有机营养液中的COD也可从300～400mg/L降低到100～150mg/L(详细数据见附表2))时，该批有机营养液即成为栽培废液；
步骤5：将上述栽培废液通过生菜深液流栽培设备5的栽培废液出液口5.2通入到排放液收集设备7中，生菜深液流栽培设备5中重新通入下一批由新处理的脱氨沼液制成的有机营养液，通过对排放液收集设备7中的废液进行指标测定，协同处置后沼液的EC(电导率)、pH、COD、总磷(TP)以及氨氮浓度均可低于农业灌溉用水标准(见附表3)，同时据有关研究表明，沼液中的重金属含量基本可以忽略，故可将此废液当做农田灌溉用水或用作微肥浇灌到农田中；
步骤6：生菜深液流栽培设备5中种植的生菜在更换有机营养液3次后(即生长一个月后)，即进行采收，对生菜深液流栽培设备5进行清理后进行下一批生菜种植。
上述技术方案的步骤1中，沼液脱除的氨氮以氨水形式进行回收，可用于叶菜类根肥或销售。
上述技术方案的步骤2中，脱氨沼液CO2吸收塔2的脱氨沼液进液量与用于提纯的沼气体积比例根据沼气工程的容积产气率和水力滞留期的比例而定，沼气体积可根据容积产气率与水力滞留期来估算(沼液体积＝容积产气率×水力滞留期)。沼气提纯气存储设备3与脱氨沼液CO2吸收塔2之间的气体循环次数依据脱氨CO2吸收塔上的pH显示数据定，一般pH降到7以下时停止循环。
上述技术方案的步骤3中，吸收CO2后的脱氨沼液配制有机营养液时的稀释倍数根据脱氨预处理的脱氨沼液的氨氮浓度定，稀释的目的是将脱氨沼液中的氨氮浓度降低至10～18mg/L，以保证生菜的正常生长。
上述技术方案的步骤4中，生菜生长期间一定要进行曝气，以增加设备中有机营养液的溶解氧(DO)，曝气时长建议以间歇式进行，供气5分钟后停20分钟。深液流栽培设备上的EC显示屏可以辅助了解有机营养液中的成分变化，当EC降低到500μs/cm左右时，表明其COD已经降低了50％左右，该批预处理沼液即可进行灌溉排放。
上述技术方案的步骤5中，排出废液后应立即补充深液流培养设备中的有机营养液，同时注意清理培养池中的藻类等杂质。
上述技术方案的步骤6中，生菜一般培养30-40天即可进行采收。
附表1.沼液减压脱氨前后的相应指标变化
附表2.脱氨沼液用于水培生菜35天的相应指标变化
附表3.用于水培14天时的废液相关指标与农田灌溉用水标准比较
本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)

1.一种基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，其特征在于：它包括沼液减压脱氨设备(1)、脱氨沼液CO2吸收塔(2)、有机营养液预配设备(4)、沼气提纯气存储设备(3)、生菜深液流栽培设备(5)、深液流栽培供气设备(6)、排放液收集设备(7)、沼液过滤设备(9)、加热设备(11)、氨水收集设备(12)以及沼气池(8)，其中，沼气池(8)的沼液出口(8.1)连接沼液过滤设备(9)的输入口，沼液过滤设备(9)的输出口连接加热设备(11)的输入端，加热设备(11)的输出端连接沼液减压脱氨设备(1)的过滤沼液进液口(1.1)，沼液减压脱氨设备(1)的冷凝口(1.3)连接氨水收集设备(12)的输入端，所述氨水收集设备(12)具有氨水出口(12.1)，沼液减压脱氨设备(1)的脱氨沼液出液口(1.2)连接脱氨沼液CO2吸收塔(2)的脱氨沼液进液口(2.1)，脱氨沼液CO2吸收塔(2)的沼气进气口(2.2)连接沼气池(8)的沼气口(8.2)，脱氨沼液CO2吸收塔(2)的富CO2脱氨沼液出液口(2.3)连接有机营养液预配设备(4)的富CO2脱氨沼液进液口(4.1)，脱氨沼液CO2吸收塔(2)的沼气提纯气的出气口(2.4)连接沼气提纯气存储设备(3)的进气口，沼气提纯气存储设备(3)的出气口通过气体压缩机(3.1)连接脱氨沼液CO2吸收塔(2)的沼气提纯气进气口(2.5)，有机营养液预配设备(4)的有机营养液出液口(4.2)连接生菜深液流栽培设备(5)的有机营养液进液口(5.1)，生菜深液流栽培设备(5)内铺设深液流栽培供气设备(6)的供气管道(6.1)，生菜深液流栽培设备(5)的栽培废液出液口(5.2)接入排放液收集设备(7)。
2.根据权利要求1所述的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，其特征在于：它还包括热交换设备(10)，所述沼液过滤设备(9)的输出口连接热交换设备(10)的第一输入端，热交换设备(10)的第一输出端连接加热设备(11)的输入端，沼液减压脱氨设备(1)的脱氨沼液出液口(1.2)连接热交换设备(10)的第二输入端，热交换设备(10)的第二输出端连接脱氨沼液CO2吸收塔(2)的脱氨沼液进液口(2.1)。
3.根据权利要求1所述的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，其特征在于：所述沼气池(8)的沼液出口(8.1)通过蠕动泵将沼液传输到沼液过滤设备(9)的输入口，沼液过滤设备(9)连接沼液减压脱氨设备(1)的过滤沼液进液口(1.1)之间设有用于控制流量的流量计。
4.根据权利要求1所述的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，其特征在于：所述脱氨沼液CO2吸收塔(2)的沼气进气口(2.2)与沼气池(8)的沼气口(8.2)之间设有气体压缩机(8.3)。
5.根据权利要求1所述的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，其特征在于：所述沼气提纯气存储设备(3)的出气口通过气体压缩机(3.1)连接脱氨沼液CO2吸收塔(2)的沼气提纯气进气口(2.5)。
6.根据权利要求1所述的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，其特征在于：所述有机营养液预配设备(4)的有机营养液出液口(4.2)连接一段水肥一体化管网后连接生菜深液流栽培设备(5)的有机营养液进液口(5.1)。
7.根据权利要求1所述的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，其特征在于：所述排放液收集设备(7)设置有排液出口(7.1)，排液出口(7.1)设有配套阀门，所述脱氨沼液CO2吸收塔(2)中带有pH传感器，生菜深液流栽培设备(5)带有电导率传感器。
8.根据权利要求1所述的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理系统，其特征在于：所述脱氨沼液CO2吸收塔(2)的沼气进气口(2.2)和富CO2脱氨沼液出液口(2.3)均位于脱氨沼液CO2吸收塔(2)的塔底，沼气提纯气的出气口(2.4)位于脱氨沼液CO2吸收塔(2)的塔顶。
9.一种利用权利要求2所述系统的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：沼气池(8)所产生的新鲜沼液通过沼液出口(8.1)进入沼液过滤设备(9)进行过滤，过滤沼液经过热交换设备(10)，回收脱氨沼液中的一部分余热后，再通入加热设备(11)将热交换后的过滤沼液加热至75～85℃，然后进入沼液减压脱氨设备(1)，在加入CaO混合反应，对原沼液中的高氨氮进行脱除，同时降低COD含量，并通过冷凝口(1.3)收集挥发出的氨到氨水收集设备(12)；
步骤2：脱氨预处理的沼液从沼液减压脱氨设备(1)的脱氨沼液出液口(1.2)通过热交换设备(10)与过滤沼液进行热交换降低温度后，吸入到脱氨沼液CO2吸收塔(2)，待本批次脱氨后的沼液全部进入脱氨沼液CO2吸收塔(2)后，关闭脱氨沼液进液口(2.1)和富CO2脱氨沼液出液口(2.3)，并将沼气池(8)的沼气从沼气进气口(2.2)通入到脱氨沼液CO2吸收塔(2)，在脱氨沼液CO2吸收塔(2)内与脱氨沼液进行反应从而实现沼气中CO2的吸收，沼气提纯气通过脱氨沼液CO2吸收塔(2)的沼气提纯气的出气口(2.4)进入沼气提纯气存储设备(3)储存，待沼气池(8)产生的沼气全部通入脱氨沼液CO2吸收塔(2)后关闭沼气进气口(2.2)，然后开启脱氨沼液CO2吸收塔(2)的沼气提纯气进气口(2.5)，并将沼气提纯气存储设备(3)中的沼气泵入到脱氨沼液CO2吸收塔(2)中，形成沼气循环，使沼气中CO2得到最大吸收处理，同时观察脱氨沼液CO2吸收塔(2)的pH读数，当脱氨沼液CO2吸收塔(2)的pH读数降低到7以下，关闭沼气提纯气存储设备(3)的进气口和出气口；
步骤3：将pH低于7的脱氨沼液从脱氨沼液CO2吸收塔(2)的富CO2脱氨沼液出液口(2.3)全部通入到有机营养液预配设备(4)中，用水进行稀释，使pH低于7的脱氨沼液中的氨氮浓度降低至10～18mg/L，配制成有机营养液备用；
步骤4：在有机营养液预配设备(4)中有机营养液从有机营养液出液口(4.2)通入到生菜深液流栽培设备(5)中，生菜利用浮板栽培到生菜深液流栽培设备(5)上，同时通过深液流栽培供气设备(6)对有机营养液进行间歇式曝气，当生菜深液流栽培设备(5)中的有机营养液的电导率降低到450～550μs/cm时，该批有机营养液即成为培养废液；
步骤5：将上述培养废液通过生菜深液流栽培设备(5)的栽培废液出液口(5.2)通入到排放液收集设备(7)中。
10.根据权利9所述的基于CO2吸收和蔬菜水培协同处置的沼液处理方法，其特征在于：所述步骤5后还包括步骤6：生菜深液流栽培设备(5)中种植的生菜在更换有机营养液3次后，即进行采收，对生菜深液流栽培设备(5)进行清理后进行下一批生菜种植。
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