CN110117092A - 一种膜法沼液净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膜法沼液净化方法，包括离心分离系统、陶瓷膜过滤系统、纳滤膜除盐系统以及反渗透浓缩系统，所述方法包括以下步骤：离心分离：通过物料输送泵一将原沼液从一级原液储罐输送至离心分离机进行固液分离，分离后的滤渣可用做食料原材料，分离后的滤液进入陶瓷膜过滤系统的二级原液储罐中；陶瓷膜过滤：通过循环泵将二级原液储罐中的滤液泵入管式陶瓷膜单元进行分离，除去沼液中余下的固体悬浮物、胶体、微生物、大分子有机物等。本发明通过设置离心分离系统、陶瓷膜过滤系统、纳滤膜除盐系统以及反渗透浓缩系统，解决了传统的沼液净化方法分离过滤措施单一，净化效果不理想，难以将沼液中的有价值的成分完全分离出来的问题。

Description

一种膜法沼液净化方法

技术领域

本发明涉及沼液净化技术领域，具体为一种膜法沼液净化方法。

背景技术

近年来畜禽养殖业与餐饮业发展迅速，养殖场沼液与餐厨垃圾发酵沼液排放量迅猛增加，对自然环境造成严重的污染，厌氧发酵后的沼液含有大量的氮、磷、钾、氨基酸、维生素等微量元素，该类元素是液体废料的主要构成成分，若直接排放不仅造成环境污染，更是资源浪费，现有的沼液净化方法难以将沼液中的有价值的成分分离出来，规模化最高价值对沼液进行利用成为一个重要的技术瓶颈问题，也是急需要解决的关键难题，而膜分离是一种高效节能的新型分离技术，是解决人类面临的能源、资源、环境等重大问题的有效手段，碳化硅陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，故本发明设计一种利用碳化硅陶瓷膜、纳滤膜分离方法来净化沼液来解决上述问题。

经检索，中国专利授权号CN205347007U，授权公告2016.06.29公开了一种基于膜处理技术的沼液浓缩系统，所述沼液浓缩系统包括：沼液存贮池、沼液预处理系统、管式超滤系统以及反渗透浓缩系统；所述沼液存贮池、沼液预处理系统、管式超滤系统和反渗透浓缩系统顺次设置。

该专利中的沼液净化装置存在以下不足之处：

1.该沼液净化装置在净化时由于沼液成分复杂，其中二价盐易在反渗透浓缩系统中结垢堵塞膜孔，且反渗透处理后的浓缩液利用不高；

2.该沼液净化装置分离过滤措施单一，净化效果不理想。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种膜法沼液净化方法，解决了传统的沼液净化方法分离过滤措施单一，净化效果不理想，难以将沼液中的有价值的成分完全分离出来的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种膜法沼液净化方法，包括离心分离系统、陶瓷膜过滤系统、纳滤膜除盐系统以及反渗透浓缩系统，所述方法包括以下步骤：

步骤一：离心分离：通过物料输送泵一将原沼液从一级原液储罐输送至离心分离机进行固液分离，分离后的滤渣可用做食料原材料，分离后的滤液进入陶瓷膜过滤系统的二级原液储罐中；

步骤二：陶瓷膜过滤：通过循环泵将二级原液储罐中的滤液泵入管式陶瓷膜单元进行分离，分离方式采用错流过滤，除去沼液中余下的固体悬浮物、胶体、微生物、大分子有机物等，过滤产生的浓缩液泵回到离心分离系统的一级原液储罐内，再经离心分离后再次进入陶瓷膜过滤系统，经管式陶瓷膜单元过滤后的滤液储存在三级原液储罐中；

步骤三：纳滤膜除盐：通过物料输送泵二将三级原液储罐中的滤液泵入保安过滤器一，再由高压泵一将经保安过滤器一过滤后的滤液泵入纳滤膜单元进一步过滤，过滤后的滤液储存在四级原液储罐中；

步骤四：反渗透浓缩：通过物料输送泵三将四级原液储罐中的滤液泵入保安过滤器二，再由高压泵二将经保安过滤器二过滤后的滤液泵入反渗透膜单元，滤出的清液可进行中水回用，浓缩液中氮、磷、钾、氨基酸等微量元素浓度增加，可直接生产成高价值的液体肥料。

优选的，所述离心分离系统包括一级原液储罐、物料输送泵一和离心分离机，离心分离机的转数设置为2000-8000rad/min。

优选的，所述陶瓷膜过滤系统包括二级原液储罐、循环泵、管式陶瓷膜过滤单元和反冲洗泵，所述管式陶瓷膜过滤单元过滤精度为40nm，膜面流速为3-5m/s，膜面跨膜压差2bar，其产水浊度小于1.0NTU，固体悬浮物小于0.2mg/L，所述反冲洗泵设置在三级原液储罐与管式陶瓷膜过滤单元之间。

优选的，所述纳滤膜除盐系统包括三级原液储罐、物料输送泵二、保安过滤器一、高压泵一和纳滤膜单元，所述保安过滤器一的外壳为304不锈钢，滤芯材质为pp，精度5微米，纳滤膜系统压力为10-20bar。

优选的，所述反渗透浓缩系统包括四级原液储罐、物料输送泵三、保安过滤器二、高压泵二和反渗透膜单元，所述保安过滤器二的外壳为304不锈钢，滤芯材质为pp，精度5微米，反渗透膜系统运行压力为40-60bar。

优选的，所述陶瓷膜过滤系统中管式陶瓷膜过滤单元设置为碳化硅陶瓷膜管。

(三)有益效果

本发明提供了一种膜法沼液净化方法，具备以下有益效果：

(1)本发明利用物理分离方法，根据膜孔径规格不同，对沼液中不同组分进行分离浓缩，固体杂质可做食料，分离淡水可回用，浓缩后的微量元素生产液体肥料，最大价值对沼液进行利用，不仅解决了沼液直接排放对环境污染，还能最大价值利用沼液中的营养成分，节约资源。

(2)本发明通过设置离心分离机、管式陶瓷膜单元、保安过滤器一、纳滤膜单元、保安过滤器二和反渗透膜单元，多种分离方式相互配合，沼液净化效果理想，有价值的成分能被完全分离出来。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种膜法沼液净化方法，包括离心分离系统、陶瓷膜过滤系统、纳滤膜除盐系统以及反渗透浓缩系统，方法包括以下步骤：

步骤一：离心分离：通过物料输送泵一将原沼液从一级原液储罐输送至离心分离机进行固液分离，分离后的滤渣可用做食料原材料，分离后的滤液进入陶瓷膜过滤系统的二级原液储罐中，离心分离系统包括一级原液储罐、物料输送泵一和离心分离机，离心分离机的转数设置为2000-8000rad/min；

步骤二：陶瓷膜过滤：通过循环泵将二级原液储罐中的滤液泵入管式陶瓷膜单元进行分离，分离方式采用错流过滤，除去沼液中余下的固体悬浮物、胶体、微生物、大分子有机物等，过滤产生的浓缩液泵回到离心分离系统的一级原液储罐内，再经离心分离后再次进入陶瓷膜过滤系统，经管式陶瓷膜单元过滤后的滤液储存在三级原液储罐中，陶瓷膜过滤系统包括二级原液储罐、循环泵、管式陶瓷膜过滤单元和反冲洗泵，管式陶瓷膜过滤单元过滤精度为40nm，膜面流速为3-5m/s，膜面跨膜压差2bar，可去除沼液中的固体悬浮物、胶体、微生物、大分子有机物等，防止后续纳滤系统堵塞，其产水浊度小于1.0NTU，固体悬浮物小于0.2mg/L，陶瓷膜过滤系统中管式陶瓷膜过滤单元设置为碳化硅陶瓷膜管，反冲洗泵设置在三级原液储罐与管式陶瓷膜过滤单元之间，反冲洗时，管式陶瓷膜单元停止工作，开启反冲洗泵，将三级原液储罐中的料液经反冲洗泵加压后反向进入管式陶瓷膜单元，对陶瓷膜表面进行反向冲洗，冲刷掉陶瓷膜表面的滤饼层，通量恢复后关闭反冲洗泵，管式陶瓷膜单元继续分离工作；

步骤三：纳滤膜除盐：通过物料输送泵二将三级原液储罐中的滤液泵入保安过滤器一，再由高压泵一将经保安过滤器一过滤后的滤液泵入纳滤膜单元进一步过滤，过滤后的滤液储存在四级原液储罐中，纳滤膜除盐系统包括三级原液储罐、物料输送泵二、保安过滤器一、高压泵一和纳滤膜单元，保安过滤器一的外壳为304不锈钢，滤芯材质为pp，精度5微米，纳滤膜系统压力为10-20bar；

步骤四：反渗透浓缩：通过物料输送泵三将四级原液储罐中的滤液泵入保安过滤器二，再由高压泵二将经保安过滤器二过滤后的滤液泵入反渗透膜单元，滤出的清液可进行中水回用，浓缩液中氮、磷、钾、氨基酸等微量元素浓度增加，可直接生产成高价值的液体肥料，反渗透浓缩系统包括四级原液储罐、物料输送泵三、保安过滤器二、高压泵二和反渗透膜单元，保安过滤器二的外壳为304不锈钢，滤芯材质为pp，精度5微米，反渗透膜系统运行压力为40-60bar。

工作原理：利用物理分离方法，根据膜孔径规格不同，对沼液中不同组分进行分离浓缩，固体杂质可做食料，分离淡水可回用，浓缩后的微量元素生产液体肥料，最大价值对沼液进行利用，不仅解决了沼液直接排放对环境污染，还能最大价值利用沼液中的营养成分，节约资源，通过设置离心分离机、管式陶瓷膜单元、保安过滤器一、纳滤膜单元、保安过滤器二和反渗透膜单元，多种分离方式相互配合，沼液净化效果理想，有价值的成分能被完全分离出来。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种膜法沼液净化方法，包括离心分离系统、陶瓷膜过滤系统、纳滤膜除盐系统以及反渗透浓缩系统，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一：离心分离：通过物料输送泵一将原沼液从一级原液储罐输送至离心分离机进行固液分离，分离后的滤渣可用做食料原材料，分离后的滤液进入陶瓷膜过滤系统的二级原液储罐中；

步骤二：陶瓷膜过滤：通过循环泵将二级原液储罐中的滤液泵入管式陶瓷膜单元进行分离，分离方式采用错流过滤，除去沼液中余下的固体悬浮物、胶体、微生物、大分子有机物等，过滤产生的浓缩液泵回到离心分离系统的一级原液储罐内，再经离心分离后再次进入陶瓷膜过滤系统，经管式陶瓷膜单元过滤后的滤液储存在三级原液储罐中；

步骤三：纳滤膜除盐：通过物料输送泵二将三级原液储罐中的滤液泵入保安过滤器一，再由高压泵一将经保安过滤器一过滤后的滤液泵入纳滤膜单元进一步过滤，过滤后的滤液储存在四级原液储罐中；

步骤四：反渗透浓缩：通过物料输送泵三将四级原液储罐中的滤液泵入保安过滤器二，再由高压泵二将经保安过滤器二过滤后的滤液泵入反渗透膜单元，滤出的清液可进行中水回用，浓缩液中氮、磷、钾、氨基酸等微量元素浓度增加，可直接生产成高价值的液体肥料。

2.根据权利要求1所述的一种膜法沼液净化方法，其特征在于：所述离心分离系统包括一级原液储罐、物料输送泵一和离心分离机，离心分离机的转数设置为2000-8000rad/min。

3.根据权利要求1所述的一种膜法沼液净化方法，其特征在于：所述陶瓷膜过滤系统包括二级原液储罐、循环泵、管式陶瓷膜过滤单元和反冲洗泵，所述管式陶瓷膜过滤单元过滤精度为40nm，膜面流速为3-5m/s，膜面跨膜压差2bar，其产水浊度小于1.0NTU，固体悬浮物小于0.2mg/L，所述反冲洗泵设置在三级原液储罐与管式陶瓷膜过滤单元之间。

4.根据权利要求1所述的一种膜法沼液净化方法，其特征在于：所述纳滤膜除盐系统包括三级原液储罐、物料输送泵二、保安过滤器一、高压泵一和纳滤膜单元，所述保安过滤器一的外壳为304不锈钢，滤芯材质为pp，精度5微米，纳滤膜系统压力为10-20bar。

5.根据权利要求1所述的一种膜法沼液净化方法，其特征在于：所述反渗透浓缩系统包括四级原液储罐、物料输送泵三、保安过滤器二、高压泵二和反渗透膜单元，所述保安过滤器二的外壳为304不锈钢，滤芯材质为pp，精度5微米，反渗透膜系统运行压力为40-60bar。

6.根据权利要求1所述的一种膜法沼液净化方法，其特征在于：所述陶瓷膜过滤系统中管式陶瓷膜过滤单元设置为碳化硅陶瓷膜管。