CN107585913A - 沼液浓缩资源化利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沼液浓缩资源化利用装置，包括按序设置的固液分离处理装置、预处理装置、膜分离浓缩装置，固液分离处理装置包括固液分离设备、沉淀池和调节池，沉淀池和调节池相连并用溢流堰隔开，曝气后的沼液用固液分离设备分离出并输送至沉淀池；预处理装置包括增压泵、高效过滤器、袋式过滤器，调节池中的上清液用增压泵输送到高效过滤器过滤除去大颗粒的悬浮物，沼液再用袋式过滤器过滤去除小颗粒杂质；膜分离浓缩装置包括膜前预处理装置、一级膜浓缩装置和二级膜浓缩装置。本发明的沼液浓缩资源化利用装置将沼液中水和植物营养物质进行分离，透过液达标排放，沼液中的营养物质进行浓缩成为液肥进行资源化利用。

Description

沼液浓缩资源化利用装置
技术领域
本发明涉及一种沼液浓缩资源化利用装置，属于沼液资源化利用设备技术领域。
背景技术
沼液是一种优质、高效的无公害有机肥料，是畜禽粪便等生物质经沼气池厌氧发酵的产物，含有多种植物生长的养分，丰富的氨基酸及各种生长激素，维生素等，沼液也是一种资源。但由于沼液连续生成和农业生产季节性的问题不能协调，使沼液成为目前沼气工程的巨大环境影响因素，如果将沼液排放到环境中，将会对环境造成危害。因此，急需开发一种设备对沼液进行资源化利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种沼液浓缩资源化利用装置，将沼液中水和植物营养物质进行分离，透过液达标排放，沼液中的营养物质进行浓缩成为液肥进行资源化利用。
为解决上述技术问题，本发明的沼液浓缩资源化利用装置，所述沼液浓缩资源化利用装置包括按序设置的固液分离处理装置、预处理装置、膜分离浓缩装置，所述固液分离处理装置包括固液分离设备、沉淀池和调节池，沉淀池和调节池相连并用溢流堰隔开，曝气后的沼液用固液分离设备分离出并输送至沉淀池；所述预处理装置包括增压泵、高效过滤器、袋式过滤器，调节池中的上清液用增压泵输送到高效过滤器过滤除去大颗粒的悬浮物，沼液再用袋式过滤器过滤去除小颗粒杂质；所述膜分离浓缩装置包括膜前预处理装置、一级膜浓缩装置和二级膜浓缩装置，过滤去除杂质后的沼液进入膜前预处理装置进行预处理，然后进入一级膜浓缩装置进行浓缩，透过液再经过二级膜浓缩装置。
作为本发明的改进，所述膜前预处理装置包括按序设置的过滤水箱、增压泵、过滤器和超滤装置，过滤水箱中的过滤去杂沼液用增压泵输送到过滤器和超滤装置，超滤液输送至第一中间水箱，部分沼液从超滤装置顶部的返回管线返回过滤水箱，超滤装置的膜丝截流分子量为5-10万道尔顿。
作为本发明的改进，所述膜前预处理装置还包括超滤装置反冲洗系统和冲洗管线，所述超滤装置反冲洗系统包括膜反冲洗泵和加药系统，膜反冲洗泵的进口与第一中间水箱连接，膜反冲洗泵的出口管线上设置有止回阀，加药系统在止回阀后与膜反冲洗泵的出口管线连接，膜反冲洗泵的出口管线与超滤装置的超滤液输送管线相连接，冲洗管线的一端在止回阀前与膜反冲洗泵的出口管线连接，冲洗管线的另一端与过滤器的进口连接。
作为本发明的改进，所述加药系统包括酸液加入装置、碱液加入装置和杀菌剂加入装置，酸液pH值为2-3，碱液pH值为9-10。
作为本发明的改进，所述一级膜浓缩装置包括按序设置的第一中间水箱、增压泵、pH调节剂加入装置、防止磷酸盐结垢的阻垢剂加入装置、保安过滤器、高压泵和膜浓缩设备，增压泵的进口与第一中间水箱连接，增压泵的出口管线与保安过滤器的进口连接，保安过滤器的出口与高压泵的进口连接，高压泵的出口与膜浓缩设备的进口连接，在保安过滤器前的增压泵的出口管线上连接有pH调节剂加入装置和防止磷酸盐结垢的阻垢剂加入装置，膜浓缩设备的透过液输送到第二中间水箱，膜浓缩设备的浓缩沼液输送到浓缩沼液储箱并且部分浓缩沼液能通过返回管线返回高压泵的进口，pH调节剂调节pH值为6.5-7.0，保安过滤器的滤孔直径为5微米，膜浓缩设备的膜丝截流分子量小于500道尔顿，膜浓缩设备的工作压力为1.2-3.0MPa。
作为本发明的改进，所述一级膜浓缩装置还包括膜浓缩设备冲洗泵，冲洗泵采用二级膜浓缩装置的透过液冲洗，冲洗泵出口与高压泵进口连接。
作为本发明的改进，所述二级膜浓缩装置包括按序连接的第二中间水箱、增压泵、保安过滤器、高压泵和反渗透膜设备，反渗透膜设备的透过液输送至冲洗水箱，冲洗水箱中的水经过溢流进入回收水箱，反渗透膜设备的浓缩液输送到营养液储箱并且部分浓缩液能通过返回管线返回高压泵的进口，保安过滤器的滤孔直径为5微米，反渗透膜设备的工作压力为2.0-4.0MPa。
作为本发明的改进，所述二级膜浓缩装置还包括反渗透膜设备冲洗泵，冲洗泵进口与冲洗水箱连接，冲洗泵出口与高压泵进口连接。
作为本发明的改进，所述调节池和增压泵之间设置有沼液泵和原液箱，沼液泵的进料管线插入调节池中，沼液泵的出口管线与原液箱连接，原液箱与增压泵的进口连接；所述高效过滤器设置有空气冲洗装置、清水冲洗装置和反冲洗泵，反冲洗泵采用经预处理装置过滤去杂后的沼液进行反冲洗。
作为本发明的改进，所述固液分离设备为离心设备或气浮设备，所述袋式过滤器的孔径为50微米，所述一级膜浓缩装置的浓缩倍率为3-10倍。
本发明的沼液浓缩资源化利用装置，所述沼液浓缩资源化利用装置包括按序设置的固液分离处理装置、预处理装置、膜分离浓缩装置，所述固液分离处理装置包括固液分离设备、沉淀池和调节池，沉淀池和调节池相连并用溢流堰隔开，曝气后的沼液用固液分离设备分离出并输送至沉淀池；所述预处理装置包括增压泵、高效过滤器、袋式过滤器，调节池中的上清液用增压泵输送到高效过滤器过滤除去大颗粒的悬浮物，沼液再用袋式过滤器过滤去除小颗粒杂质；所述膜分离浓缩装置包括膜前预处理装置、一级膜浓缩装置和二级膜浓缩装置，过滤去除杂质后的沼液进入膜前预处理装置进行预处理，然后进入一级膜浓缩装置进行浓缩，透过液再经过二级膜浓缩装置，本发明的沼液浓缩资源化利用装置将沼液中水和植物营养物质进行分离，透过液达标排放，沼液中的营养物质进行浓缩成为液肥进行资源化利用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明沼液浓缩资源化利用装置示意图。
图2为本发明沼液浓缩资源化利用工艺流程图。
具体实施方式
如图1和图2所示，沼液浓缩资源化利用装置，所述沼液浓缩资源化利用装置包括按序设置的固液分离处理装置、预处理装置、膜分离浓缩装置，所述固液分离处理装置包括固液分离设备(图中未示出)、沉淀池1和调节池2，沉淀池1和调节池2相连并用溢流堰隔开，曝气后的沼液用固液分离设备分离出并输送至沉淀池1；所述预处理装置包括增压泵3、高效过滤器4、袋式过滤器5，调节池2中的上清液用增压泵3输送到高效过滤器4过滤除去大颗粒的悬浮物，沼液再用袋式过滤器5过滤去除小颗粒杂质；所述膜分离浓缩装置包括膜前预处理装置、一级膜浓缩装置和二级膜浓缩装置，过滤去除杂质后的沼液进入膜前预处理装置进行预处理，然后进入一级膜浓缩装置进行浓缩，透过液再经过二级膜浓缩装置。经一级膜浓缩装置处理后，得到的一级膜浓缩沼液调配后制成液体有机肥；一级膜浓缩装置的透过液再经过二级膜浓缩装置，二级膜浓缩装置分离得到的浓缩液与一级膜浓缩装置分离得到的浓缩沼液进行调配制成营养液，利用方向可作为植物营养液和土壤改良剂；二级膜浓缩装置分离得到的透过液达到标准(GB 5084-2005《农田灌溉水质标准》)排放至人工湿地或经消毒后回用或用于种植水生植物。
作为本发明的改进，所述膜前预处理装置包括按序设置的过滤水箱6、增压泵7、过滤器8和超滤装置9，过滤水箱6中的过滤去杂沼液用增压泵7输送到过滤器8和超滤装置9，超滤液输送至第一中间水箱10，部分沼液从超滤装置9顶部的返回管线返回过滤水箱6，超滤装置9的膜丝截流分子量为5-10万道尔顿。
作为本发明的改进，所述膜前预处理装置还包括超滤装置反冲洗系统和冲洗管线，所述超滤装置反冲洗系统包括膜反冲洗泵11和加药系统，膜反冲洗泵11的进口与第一中间水箱10连接，膜反冲洗泵11的出口管线上设置有止回阀12，加药系统在止回阀12后与膜反冲洗泵11的出口管线连接，膜反冲洗泵11的出口管线与超滤装置9的超滤液输送管线相连接，冲洗管线的一端在止回阀12前与膜反冲洗泵11的出口管线连接，冲洗管线的另一端与过滤器8的进口连接。
作为本发明的改进，所述加药系统包括酸液加入装置13、碱液加入装置14和杀菌剂加入装置15，酸液pH值为2-3，碱液pH值为9-10。酸液可以是柠檬酸、盐酸。碱液可以是氢氧化钠溶液。杀菌剂可以是次氯酸钠。
作为本发明的改进，所述一级膜浓缩装置包括按序设置的第一中间水箱10、增压泵16、pH调节剂加入装置17、防止磷酸盐结垢的阻垢剂加入装置18、保安过滤器19、高压泵20和膜浓缩设备21，增压泵16的进口与第一中间水箱10连接，增压泵16的出口管线与保安过滤器19的进口连接，保安过滤器19的出口与高压泵20的进口连接，高压泵20的出口与膜浓缩设备21的进口连接，在保安过滤器19前的增压泵16的出口管线上连接有pH调节剂加入装置17和防止磷酸盐结垢的阻垢剂加入装置18，膜浓缩设备21的透过液输送到第二中间水箱22，膜浓缩设备21的浓缩沼液输送到浓缩沼液储箱23并且部分浓缩沼液能通过返回管线返回高压泵20的进口，pH调节剂调节pH值为6.5-7.0，保安过滤器19的滤孔直径为5微米，膜浓缩设备21的膜丝截流分子量小于500道尔顿，膜浓缩设备的工作压力为1.2-3.0MPa。膜浓缩设备21的膜材料为聚酰胺。
作为本发明的改进，所述一级膜浓缩装置还包括膜浓缩设备冲洗泵24，冲洗泵24采用二级膜浓缩装置的透过液冲洗，冲洗泵24出口与高压泵20进口连接。
作为本发明的改进，所述二级膜浓缩装置包括按序连接的第二中间水箱22、增压泵25、保安过滤器26、高压泵27和反渗透膜设备28，反渗透膜设备28的透过液输送至冲洗水箱29，冲洗水箱29中的水经过溢流进入回收水箱30，反渗透膜设备28的浓缩液输送到营养液储箱31并且部分浓缩液能通过返回管线返回高压泵27的进口，保安过滤器26的滤孔直径为5微米，反渗透膜设备28的工作压力为2.0-4.0MPa。反渗透膜设备28的膜材料为聚酰胺。反渗透膜设备28的脱盐率达99.5％。
作为本发明的改进，所述二级膜浓缩装置还包括反渗透膜设备冲洗泵24，冲洗泵24进口与冲洗水箱29连接，冲洗泵24出口与高压泵27进口连接。
作为本发明的改进，所述调节池2和增压泵3之间设置有沼液泵32和原液箱33，沼液泵32的进料管线插入调节池2中，沼液泵32的出口管线与原液箱33连接，原液箱33与增压泵3的进口连接；所述高效过滤器4设置有空气冲洗装置34、清水冲洗装置35和反冲洗泵36，反冲洗泵36采用经预处理装置过滤去杂后的沼液进行反冲洗。空气冲洗装置34包括无油空压机、储气罐和空气冲洗管线。清水冲洗装置35包括清水储罐、冲洗泵和清水冲洗管线。
作为本发明的改进，所述固液分离设备为离心设备或气浮设备，所述袋式过滤器的孔径为50微米，所述一级膜浓缩装置的浓缩倍率为3-10倍。
由于原沼液含固量非常高，需采用絮凝的原理并由固液分离设备(离心或气浮设备)进行固液分离，分离后的沼液NTU小于1000mg/L。沼液经沉淀池去除水中可沉淀的固形杂质，撇除漂浮物，取中段含固量较少的稳定沼液。沼液进入调节池调节，使得水质均匀稳定，调节水量波动，减少水质水量变化对浓缩设备的影响。
高效过滤器可有效地去除水中的悬浮物，具有过滤速度快、精度高、截污容量大、操作方便、运行可靠、不需特殊维护等优点。高效过滤器经一段时间使用后需要清洗，先用清水和压缩空气一道进行冲洗，再用过滤水箱中的沼液进行反冲洗。袋式过滤器可用于去除细小的微粒，满足超滤进水的要求，是一种结构新颖、体积小、操作简便灵活、节能、高效、密闭工作、适用性强的多用途过滤设备，而且滤袋便宜，可直接抛弃或经体外清洗后增加使用寿命。
膜前预处理是膜浓缩过程中最重要的先期处理步骤，它是膜分离浓缩装置的有效保护屏障，其主要是去除一些悬浮在液体中的小于30微米的颗粒形杂质及胶体。超滤装置使用一段时间后需要清洗，先加药进行反冲洗，再用第一中间水箱的超滤液进行冲洗。
膜浓缩设备为膜浓缩组件，是利用膜的选择透过特性，分级将沼液中氮、磷、钾营养物质及有机质与水分离从而实现营养成分的浓缩。氮、磷、钾营养物质及有机质被截留在浓缩液中，透过液可达标排放。浓缩倍率可达3-5倍，最高可达10倍。
浓缩膜保护。采用相应化学药品对浓缩膜进行清洗处理，定时对膜进行低压冲洗，将膜表面的结垢或污染冲走，同时让被压缩的膜恢复，延长膜的使用期限。
处理的沼液适合温度为5℃-38℃，最佳温度范围为20℃-28℃。
沼液浓缩资源化利用装置适用于畜牧饲养场沼气利用后产生的一般沼液。沼液资源化处理工程采用固液分离技术与膜分离浓缩技术物理方法净化沼液，不引入其他的污染物，实现清洁生产——透过液可达标排放，浓缩液资源化利用。该技术较完善地解决困扰沼气工程中的沼液污染问题。本方案处理工艺先进，设备自动化程度高，维护简单，较理想地实现沼液的资源化利用。
需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明实质发明内容而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述沼液浓缩资源化利用装置包括按序设置的固液分离处理装置、预处理装置、膜分离浓缩装置，所述固液分离处理装置包括固液分离设备、沉淀池和调节池，沉淀池和调节池相连并用溢流堰隔开，曝气后的沼液用固液分离设备分离出并输送至沉淀池；所述预处理装置包括增压泵、高效过滤器、袋式过滤器，调节池中的上清液用增压泵输送到高效过滤器过滤除去大颗粒的悬浮物，沼液再用袋式过滤器过滤去除小颗粒杂质；所述膜分离浓缩装置包括膜前预处理装置、一级膜浓缩装置和二级膜浓缩装置，过滤去除杂质后的沼液进入膜前预处理装置进行预处理，然后进入一级膜浓缩装置进行浓缩，透过液再经过二级膜浓缩装置。
2.根据权利要求1所述的沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述膜前预处理装置包括按序设置的过滤水箱、增压泵、过滤器和超滤装置，过滤水箱中的过滤去杂沼液用增压泵输送到过滤器和超滤装置，超滤液输送至第一中间水箱，部分沼液从超滤装置顶部的返回管线返回过滤水箱，超滤装置的膜丝截流分子量为5-10万道尔顿。
3.根据权利要求2所述的沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述膜前预处理装置还包括超滤装置反冲洗系统和冲洗管线，所述超滤装置反冲洗系统包括膜反冲洗泵和加药系统，膜反冲洗泵的进口与第一中间水箱连接，膜反冲洗泵的出口管线上设置有止回阀，加药系统在止回阀后与膜反冲洗泵的出口管线连接，膜反冲洗泵的出口管线与超滤装置的超滤液输送管线相连接，冲洗管线的一端在止回阀前与膜反冲洗泵的出口管线连接，冲洗管线的另一端与过滤器的进口连接。
4.根据权利要求3所述的沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述加药系统包括酸液加入装置、碱液加入装置和杀菌剂加入装置，酸液pH值为2-3，碱液pH值为9-10。
5.根据权利要求1所述的沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述一级膜浓缩装置包括按序设置的第一中间水箱、增压泵、pH调节剂加入装置、防止磷酸盐结垢的阻垢剂加入装置、保安过滤器、高压泵和膜浓缩设备，增压泵的进口与第一中间水箱连接，增压泵的出口管线与保安过滤器的进口连接，保安过滤器的出口与高压泵的进口连接，高压泵的出口与膜浓缩设备的进口连接，在保安过滤器前的增压泵的出口管线上连接有pH调节剂加入装置和防止磷酸盐结垢的阻垢剂加入装置，膜浓缩设备的透过液输送到第二中间水箱，膜浓缩设备的浓缩沼液输送到浓缩沼液储箱并且部分浓缩沼液能通过返回管线返回高压泵的进口，pH调节剂调节pH值为6.5-7.0，保安过滤器的滤孔直径为5微米，膜浓缩设备的膜丝截流分子量小于500道尔顿，膜浓缩设备的工作压力为1.2-3.0MPa。
6.根据权利要求5所述的沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述一级膜浓缩装置还包括膜浓缩设备冲洗泵，冲洗泵采用二级膜浓缩装置的透过液冲洗，冲洗泵出口与高压泵进口连接。
7.根据权利要求1所述的沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述二级膜浓缩装置包括按序连接的第二中间水箱、增压泵、保安过滤器、高压泵和反渗透膜设备，反渗透膜设备的透过液输送至冲洗水箱，冲洗水箱中的水经过溢流进入回收水箱，反渗透膜设备的浓缩液输送到营养液储箱并且部分浓缩液能通过返回管线返回高压泵的进口，保安过滤器的滤孔直径为5微米，反渗透膜设备的工作压力为2.0-4.0MPa。
8.根据权利要求7所述的沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述二级膜浓缩装置还包括反渗透膜设备冲洗泵，冲洗泵进口与冲洗水箱连接，冲洗泵出口与高压泵进口连接。
9.根据权利要求1所述的沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述调节池和增压泵之间设置有沼液泵和原液箱，沼液泵的进料管线插入调节池中，沼液泵的出口管线与原液箱连接，原液箱与增压泵的进口连接；所述高效过滤器设置有空气冲洗装置、清水冲洗装置和反冲洗泵，反冲洗泵采用经预处理装置过滤去杂后的沼液进行反冲洗。
10.根据权利要求1所述的沼液浓缩资源化利用装置，其特征在于：所述固液分离设备为离心设备或气浮设备，所述袋式过滤器的孔径为50微米，所述一级膜浓缩装置的浓缩倍率为3-10倍。
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