CN109160634A - 一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种协同利用农林废弃物生化工程所得沼液和海水淡化工程反渗透浓液的方法，其特征在于，将沼液池中沼液经砂滤、板式过滤机粗滤、陶瓷膜超滤后，调节pH，设计正渗透膜系统，以海水淡化反渗透浓液为汲取液，将水从沼液中汲取到反渗透浓液中，对沼液浓缩减量后进行有机肥复配，同时，反渗透浓水被稀释后排放回海洋，可避免浓盐水排放对海洋环境的影响。

Description

一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法
技术领域
本发明属于废水资源化利用领域，具体涉及一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法。
背景技术
近年来，随着人民生活水平的提高，畜禽养殖业、现代农业的发展，畜禽粪便厌氧发酵工程的规模也随之不断扩大。沼气工程以畜禽粪污、农林废弃物、有机生活垃圾等为原料，产生沼气，再通过热电联产技术供热或发电入网，同时解决了农业废弃物的污染问题和资源浪费等问题。然而，沼气工程产生的大量沼液，如果作为废水处理，将极大增加运行成本，如果处理不当又将导致二次污染，是沼气工程面临的一大难题。
沼液中含有大量元素氮、磷、钾，微量元素Fe、Cu、Mn、Zn等，以及各种氨基酸、腐殖酸、维生素、植物激素等，易于被农作物吸收，因此沼液具有很高的肥效性。但沼气工程周边的农田消纳能力有限，过量使用沼液反可能对作物和土壤产生不利影响，若扩大消纳半径，则运输费用过高，缺少经济可行性。因此，将沼液浓缩减量，再扩大运输消纳半径，是更加经济可行的办法。
反渗透海水淡化技术是一种利用反渗透膜，通过对海水施加高压，将纯水从海水中分离出来的新技术，可以有效缓解、解决沿海地区、海岛、海船等的淡水资源匮乏问题。然而，大部分海水淡化工程对于反渗透浓液缺少行之有效的处置方法，大多直排回海洋。由于浓液的浓度是海水的3-4倍，将对排水口的海洋生态造成破坏。因此，需要将之稀释后，再排放更符合环保理念。而由于海水淡化所在地本身缺乏淡水资源，所以利用河水稀释反渗透浓液是本末倒置的不现实方案。
因此，本发明利用正渗透技术，以沼液为原料液，反渗透浓液为汲取液，使纯水透过正渗透膜，稀释了反渗透浓液的同时，完成了沼液的浓缩。既解决了反渗透浓液的排放问题，也解决了沼液的浓缩减量问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法。将沼液池中沼液经砂滤机、板式过滤机粗滤、陶瓷膜超滤后，调节pH，通过正渗透膜系统，以海水淡化反渗透浓液为汲取液，将纯水从沼液中汲取到反渗透浓液中，对沼液浓缩减量后进行有机肥复配，同时，反渗透浓水被稀释后排放回海洋，避免浓盐水排放对海洋环境的影响。本发明不仅能完成两种液体的协同利用，并且由于正渗透过程不耗能，较一般的沼液浓缩过程(例如DTRO反渗透膜浓缩)，更加节能环保。
本发明通过下列技术方案实现：
将沼液池中沼液经砂滤机后，加入助滤剂，用板式过滤机进行粗滤，所使用的助滤剂为活性炭、硅藻土、珍珠岩的一种或几种的混合物，目数为50-200，操作压力0-5bar，助滤剂添加量以在压滤机筛网上形成滤饼层为准。
过滤机出料进入陶瓷膜超滤装置前，投加六偏磷酸钠作为阻垢剂，投加量为4-20mg/L进行过滤，膜平均孔径为0.05um，操作压力控制在0-5bar，。
在调节池，对超滤装置出料添加药剂为硫酸或硝酸，将pH调节为6.0-6.8。
以海水淡化反渗透浓液为汲取液，上述调节池中的沼液为原料液，运行正渗透膜系统。所述正渗透膜系统的膜组件为平板式、碟管式、管式或中空纤维式，材质为以聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜为基质的聚酰胺复合膜，无需施加操作压力。
正渗透的原料液出水为沼液浓缩液，向其中添加15-25％硝酸钾，0.1-0.2％吐温-80，3-5％尿素，硫酸钙，硫酸镁、0.01-0.02％有机硅等营养物质，复配成液体有机肥。
正渗透的汲取液出水为稀释过的反渗透浓液，可以直接排放回海里。
与现有的其他技术相比，本发明的优点及技术效果主要有：
本发明同时完成两种潜在污染源的资源化无害化利用，反渗透浓液得以无害化排放，沼液浓缩减量。
现有的沼液纳滤、反渗透等浓缩工艺，都需要较高操作压力，耗能较高，本发明利用正渗透过程，纯水自然渗透过膜，不耗能，更加节能环保。
相较于利用合成的汲取液或氯化钠溶液，本发明无需汲取液回收这一高耗能步骤；相较于利用海水或者苦咸水等作为汲取液，本发明所用汲取液的渗透压更高，沼液浓缩效率更高，且由于反渗透浓水在海水淡化过程中已经过预处理，无需再次预处理，节约了成本。
附图说明
图1海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用工艺流程示意图。
图中，1-沼液，2-砂滤装置，3-板式过滤机，4-陶瓷膜超滤装置，5-调节池，6-正渗透膜装置，7-沼液肥复配池，8-反渗透浓液，9-反渗透浓液稀释液，10-浓缩沼液。
具体实施方式
实施例1
一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法，工艺流程图如图1所示，按照如下操作步骤进行：
沼液预处理：沼液在沼液池中自然沉降，上清液经过砂滤后，添加2kg硅藻土进入板式过滤机，过滤机容量为200L,开回流泵和回流阀充分循环，直至过滤机网板上形成滤饼层。打开滤液出口阀门，放出滤清液，泵入陶瓷膜进水桶。
陶瓷膜超滤：向进水桶中加入阻垢剂，剂量为5-20mg/L,主要成分是六偏磷酸钠。陶瓷膜组件前端的增压给水泵材质是304不锈钢，流量Q为25m3/h，所用的陶瓷膜过滤器由两支陶瓷膜串联(3芯装/支)，陶瓷膜过滤操作压力为5Mpa。陶瓷膜出水泵入pH调节池，计算所需添加酸液量，并实时监控pH至6-6.8。
正渗透膜系统浓缩：调节池的沼液为原料液，1M氯化钠溶液为模拟反渗透浓液，AIM正渗透膜，选择致密层面向原料液的模式，采用逆流的方式，利用正渗透进行沼液浓缩，24小时膜通量维持在6-9LMH,1平米膜面积可浓缩200L沼液至4倍。

Claims (6)

1.一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法，其特征在于，将沼液池中沼液经砂滤机、板式过滤机粗滤、陶瓷膜超滤后，调节pH，通过正渗透膜系统，以海水淡化反渗透浓液为汲取液，将水从沼液中汲取到反渗透浓液中，对沼液浓缩减量后进行有机肥复配，同时，反渗透浓水被稀释后排放回海洋，避免浓盐水排放对海洋环境的影响。
2.根据权利要求1所述的一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法，其特征是，所述板式过滤机粗滤过程中，所使用的助滤剂为活性炭、硅藻土、珍珠岩的一种或几种，目数为50-200，操作压力0-5bar。
3.根据权利要求1所述的一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法，其特征是，所述陶瓷膜超滤装置的过滤精度为0.05um，操作压力为0-5bar。
4.根据权利要求1所述的一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法，其特征是，所述pH调节过程添加药剂为硫酸和硝酸，最终pH为6.0-6.8。
5.根据权利要求1所述的一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法，其特征是，所述正渗透膜系统的膜组件为平板式、碟管式、管式或中空纤维式，材质为以聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜为基质的聚酰胺复合膜，操作压力0bar。
6.根据权利要求1所述的一种海水淡化反渗透浓液和沼液的协同利用方法，其特征在于：向沼液浓缩液中添加硝酸钾，吐温-80，尿素，硫酸钙，硫酸镁、有机硅等营养物质，复配成液体有机肥。
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