CN107434314A - 一种沼液浓缩工程设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于沼液浓缩工程领域，通过将沼液浓缩过程中的各个处理装置进行模块化，形成一整套容易操作的系统设备，并且能够实现系统设备智能化、远程化和工厂化等控制，解决了传统沼液浓缩设备的流通差、成本高的问题，真正实现沼液浓缩的科学化、智能化的生产。

Description

一种沼液浓缩工程设备

技术领域

本发明属于沼液浓缩领域，具体涉及一种沼液浓缩工程设备。

背景技术

近年来，随着农村生产及生活方式的改变，农业废弃物如农作物秸秆、畜禽粪便等越来越多。国家提倡资源化利用原则，农业废弃物是一种有价值的资源，经过处理后可作为燃料、肥料、饲料、工业原料等，具有很大的经济价值，利用好农业废弃物资源，不仅可减轻对环境的污染，还可以改良土壤理化性状，提高土壤肥力，提高农产品产量和品质，增加产品竞争力。

沼气工程通过对农业废弃物采用厌氧发酵技术可得到沼气、沼渣和沼液。近些年来，国内许多企业开始兴建大中型沼气工程，采用厌氧发酵技术对农业废弃物开展高值化利用，但随着沼气工程的兴起，沼液量不断增加，若处理不当，仍然将会造成“二次污染”。目前这些企业得到的沼液存在以下特点 ：（1）处理后的沼液营养全面，含量大量元素、微量元素、腐殖酸、氨基酸、植物生长激素和维生素等利于植物生长的成分，但是有效营养成分含量较低，如果长距离运输，运输成本较高；（2）沼液直接回用于农田，虽然可以提高农作物产量，但沼液的使用量受农田消纳能力的影响较大，沼液的利用需要大量的农田；另外，也受作物栽培季节性影响；（3）沼液浓缩设备投入较大，很多企业属于一次性投资，成本较高；（4）设备控制较为落后，很多是雇佣大量人力进行分级控制，生产效率低下。

目前，拥有浓缩沼液设备的企业大多是大型的畜禽类养殖公司，其大量的家禽粪便堆积，根据国家的节能环保要求，进行沼液回收进而简单排放处理，难以形成真正有效的沼液浓缩回收再利用的目的。申请人对国内市场的研究发现，目前主要的具有浓缩沼液设备并进行实际应用的是山东民和生物科技有限公司，但是其设备实质上仅仅是简单的水处理设备，本申请人通过大量实验，得到生产效率更高的沼液浓缩设备，并且打破现有市场上常规化的生产方式，真正意义上实现沼液浓缩设备的工厂化、产业化发展。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种沼液浓缩工程设备，其通过将多级过滤器、超滤膜装置、反渗透膜装置和辅助设备采用集成化的布置，通过科学合理的设计，实现集成化的控制以及工厂化模式的生产。

该沼液浓缩工程设备包括有预处理模块，膜处理模块；所述预处理模块包括缓冲沉淀装置池和多级过滤器，所述沉淀池用于沉降沼液中的固体颗粒，所述多级过滤器用于截留在沉淀池中未沉降的固体颗粒；所述膜处理模块中包括有超滤膜装置、反渗透膜装置，其中，将多级过滤器、超滤膜装置、反渗透膜装置和辅助设备采用集成化布置；还包括主控制柜系统，所述各个模块输入主控制柜系统中，采用PLC控制系统进行智能控制，其中，对集成化的装置进行PCL整体控制，可以基于不同的模块的实际需求灵活设置，大大提高了生产效率，同时可以节省了人力成本；

其中，预处理模块：设置缓冲沉淀装置池，尽可能沉降沼液中的固体颗粒；设置多级不同孔径过滤器，截留在沉淀池中未沉降的固体颗粒，降低对后续膜的损坏风险；膜处理模块：膜处理主要由“超滤膜+反渗透膜”组成，设置大孔径耐污超滤膜，截留大分子物质，沼液进行膜循环处理，处理后液体有浓液和清液两种；超滤清液经小孔径过滤器处理，进入下一级反渗透膜；设置反渗透膜，截留小分子物质，对超滤清液进行膜循环处理，处理后液体有浓液和清液两种。

进一步的，缓冲沉淀池装置选择为8级缓冲沉淀池装置；超滤膜装置为管式超滤膜装置；反渗透膜为蝶式反渗透膜装置；具体的，其中，管式超滤膜装置包括高通透规格的一级管式超滤膜装置和中通透规格的二级管式超滤膜装置；蝶式反渗透膜装置包括一级蝶式反渗透膜和二级蝶式反渗透膜；采用缓冲沉淀池装置可将预处理过程全部采用物理方式处理，减少了营养流失，并且后续采用的管式超滤膜和蝶式反渗透膜装置，不易造成膜堵塞，增加了单位膜面积处理沼液的量，沼液浓缩倍数得到提高。

进一步的，包括资源化利用模块，将生产出的超滤浓液、反渗透浓液和反渗透清液进行再利用，具体的，获得的超滤浓液用来配制农业、水产肥料；反渗透浓液用来配制花肥；反渗透清液：一是，浇灌大棚蔬菜；二是，进入人工生态湿地再次降解COD、氨氮等，达标排放；三是，回鸡舍或进粪车间；

进一步的，浓缩沼液设备可采用APP软件进行远程控制；更进一步的，所述集成化布置的各个装置可设置于可移动装置中，优选的，该可移动装置选择为集装箱，更优选的，其直接在可移动装置中工作；将装置集成化，可以更容易的进行自动化控制，并且，通过可移动装置，真正实现设备移动化作业以及工厂化生产的目的，此外，根据企业规模大小和需求，还可以灵活生产集成化设备的大小，真正可以实现批量化生产。

进一步的，多级过滤器包括有高效纤维过滤器和2级精密过滤器。

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

（1）本申请中采用了缓冲沉淀装池置，将整个预处理模块中完全采用物理过程处理，替代了现有技术中的酸化和絮凝沉淀技术，实现了沼液的高值化利用，减少了营养流失，提高了浓缩效率。

（2）具有资源化利用模块，其不仅仅用于常规的超滤浓液和反渗透浓液的回收，还针对反渗透清液进行回收再利用，消除了沼液回收后容易出现二次污染的问题。

（3）对沼液处理设备的集成化，科学的将各种设备集合在一起，并且通过PLC控制系统进行智能控制，能够实现整体自动化控制，并能够根据各个环节对沼液要求的不同，进行合理的模块化划分，通过对提高生产效率，降低人力成本。

（4）开发匹配沼液浓缩工程设备的手机APP软件，实现远程化操作，便于设备的外租，可以达到减小产沼液企业一次性投资高的目的，也可以使该设备真正的成为一个产品进行正常的市场流通。

（5）根据各个模块的特点对每个模块进行科学合理设计，将集成化的装置安置到一个可移动的集装箱，便于设备的运送，并且有利于工厂化生产。

附图说明

图1中示出了整体装置工作的一部分流程图。

图2中示出了整体装置工作的另一部分流程图。

图3中示出了整体装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。需要指出，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

在一个实施例中，如图1和2所示，沼液浓缩设备包括有主控制柜1、进水泵2、保安过滤器3、高效过滤器4、超滤膜装置5、超滤浓液暂存罐6、超滤清液暂存罐7、进水泵8、保安过滤器9、反渗透膜装置10、反渗透浓液暂存罐11，还具有8级缓冲沉淀装置池。

工作时，原沼液A经泵输送过8级缓冲沉淀装置池，停留时间45-50h，溢出液的SS≤25g/L，溢出液再经保安过滤器3和高效过滤器4（去除未沉淀的大颗粒）泵入超滤原液罐（未图示），超滤处理采用两级管式超滤膜装置，日处理100t，单只膜面积为15.2-27.2m²，截留分子量在100000-300000道尔顿之间的高、中通透规格的管式超滤膜两极，超滤原液罐中沼液经1级精密过滤器（未图示），进入高通透规格的管式超滤膜进行一级超滤浓缩，产水通量30-40LMH，体积浓缩为原沼液的1/5时，切换至中通透规格的管式超滤膜装置进行二级浓缩，产水通量15-25LMH，体积再次浓缩1/2时，停止，得到超滤浓液（COD在40000-50000mg/L之间）和超滤清液（COD在2500-4000mg/L之间），将超滤浓液送入至超滤浓液暂存罐6，超滤清液B输送至超滤清液暂存罐7，进而依次通过进水泵8和保安过滤器9进入反渗透膜装置10，反渗透处理采用两级碟式反渗透膜装置，日处理80t，单只膜面积为9.3m²，超滤清液经一级碟式反渗透膜，体积浓缩1/5时，进料压力75 bar，切换至二级碟式反渗透膜，进料压力90 bar，体积再次浓缩1/2时，停止，得到反渗透浓液E（COD在15000-20000mg/L）和反渗透清液D（COD在55-65mg/L，氨氮160-240mg/L），反渗透浓液E输送至反渗透浓液暂存罐11，反渗透清液D用于回收再利用。

另一个实施例，超滤浓液用作生产水产养殖及农业种植肥料的主要原料；反渗透浓液用作生产水产养殖肥和农用叶面肥、滴灌肥及农艺花卉肥料的主要原料。

优选的，反渗透清液D一部分回用于进粪池，对发酵沼气鸡粪进行稀释；另一部分进入人工生态湿地进行处理，将反渗透清液排放至专用湿地，基于植物-微生物-基质协同作用，采用工业化预处理和多级复合人工湿地组合工艺，种植水生蔬菜，养殖鱼虾类，出水指标：COD在0-50mg/L，氨氮0-30mg/L。

在一个具体实施例中，多级过滤器、超滤膜装置、反渗透膜装置和辅助设备采用集成化布置；还包括主控制柜系统，所述各个模块输入主控制柜系统中，采用PLC控制系统进行智能控制，在设备运行前，将所有数据参数输入主控制柜PLC系统，达到一键开机运行。

在另一个实施例中，将集成化布置的装置可设置于可移动装置中，优选的，选择为集装箱，更优选的，其可以直接工作在可移动装置上进行工作，具体的，将各个装置进行集成化控制，可以实现智能化控制，并且根据实际需求，能够将整套集成化布置的装置可以实现工厂化生产，将其作为整体装入至可移动装置中，进行运输，此外，由于产品具有灵活性，可以根据需要进入有需求的地区，就地进行处理，避免集中化处理，节省大量运输费用，另外，还可利用手机APP软件能够实现远程控制。

另外，采用上述技术方案，在预处理阶段采用物理处理，不会对沼液的性质产生破坏，保持了沼液原有的性质；在减量化处理阶段，采用两级超滤膜和反渗透膜对沼液进行处理，既可以保证体积浓缩的要求，又可以膜损坏的风险；渗出液主要通过人工生态湿地进行处理，达到达标排放的目的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种沼液浓缩工程设备，其特征在于，包括有预处理模块，膜处理模块；所述预处理模块包括缓冲沉淀装置池和多级过滤器，所述沉淀池用于沉降沼液中的固体颗粒，所述多级过滤器用于截留在沉淀池中未沉降的固体颗粒；所述膜处理模块中包括有超滤膜装置、反渗透膜装置，其中，将多级过滤器、超滤膜装置、反渗透膜装置和辅助设备采用集成化布置；还包括主控制柜系统，所述各个模块输入主控制柜系统中，采用PLC控制系统进行智能控制。

2.如权利要求1所述的沼液浓缩工程设备，其特征在于，所述缓冲沉淀装置池为8级缓冲沉淀池装置。

3.如权利要求1或2所述的沼液浓缩工程设备，其特征在于， 还包括资源化利用模块，将生产出的超滤浓液、反渗透浓液和反渗透清液进行再利用。

4.如权利要求1或3所述的沼液浓缩工程设备，其特征在于，所述设备可采用APP软件进行远程控制。

5.如权利要求1或4所述的沼液浓缩工程设备，其特征在于，所述集成化布置的各个装置可整体设置于可移动装置中。

6.如权利要求6所述的沼液浓缩工程设备，其特征在于，所述可移动装置为集装箱。

7.如权利要求1所述的沼液浓缩工程设备，其特征在于，所述多级过滤器包括有高效纤维过滤器和2级精密过滤器。

8.如权利要求1或2所述的沼液浓缩工程设备，其特征在于，所述超滤膜装置为管式超滤膜装置，所述管式超滤膜装置包括高通透规格的一级管式超滤膜装置和中通透规格的二级管式超滤膜装置。

9.如权利要求1或2所述的沼液浓缩工程设备，其特征在于，所述反渗透膜为蝶式反渗透膜装置，所述蝶式反渗透膜装置包括一级蝶式反渗透膜和二级蝶式反渗透膜。