CN110759516A - 一种沼液改性工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沼液改性工艺方法，涉及到沼液处理领域，包括以下步骤：步骤A：沼液调制；步骤B：氧化改性；步骤C：二次催化反应；步骤D：絮凝沉降。本发明还公开了一种沼液催化氧化改性的工艺和装置，所述催化氧化反应罐底部设置微纳米气泡发生器，微纳米气泡发生器上方设置有臭氧催化剂固定床，催化剂为颗粒状，填充空隙率30％以上，紧接氧化反应罐的二次反应罐中设置有搅拌的纳米铁介导超声装置，本发明以臭氧催化氧化的方式快速实现沼液的脱臭、抗生素和有机质的二次分解，以及将金属离子的氧化，通过改性，使沼液粘度降低，金属离子化合价升高，通过絮凝沉降实现沼渣和部分金属盐分的去除。
Description
技术领域
本发明涉及沼液肥料加工领域，特别涉及一种沼液改性工艺方法。
背景技术
几千年来，有机质发酵制沼之后的沼液都是作为肥料使用，以此实现自然界有机质循环的。近年来，因规模化养殖饲料添加剂的大量使用，以及餐厨垃圾中含有油脂和食盐等原因，畜禽粪污和餐厨垃圾等厌氧制沼后的沼液成了高难度废水，需要处理才能排放，即使不含饲料添加剂、油脂和食盐，厌氧沼液散发恶臭使得沼液在储存、运输和使用过程造成空气污染，让人难受，悬浮的没有完全降解的有机物在地表形成的硬膜，影响土壤透气性，包覆植物表面，将影响植物生长，同样使沼液不能作为肥料使用。
因此，发明一种沼液改性工艺方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沼液改性工艺方法，以解决上述背景技术中提出的沼液的恶臭散发，抗生素降解，破坏有机质成膜性等问题，使沼液达到液体肥料原料的标准。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种沼液改性工艺方法，包括以下步骤：
A：调质，将通过不同渠道收集的沼液混入一个沼液池中，搅拌混合均匀成为组分、性质相对稳定的待处理液；
B：氧化改性，在沼液输送过程中混入臭氧，在氧化反应罐底部通过微纳米气泡发生器高压喷射释放，将臭氧变成微纳米气泡，微纳米气泡发生器上方设置催化剂固定床，在催化剂的作用下，臭氧迅速产生大量羟基自由基，利用羟基自由基的强氧化性分解散发恶臭的硫醇、硫醚和硫化氢等化学物质，消除沼液的恶臭异味，同时杀死厌氧菌或促使厌氧菌休眠，去除沼液继续发生厌氧反应的能力，不再产生能散发恶臭的物质，羟基自由基进一步氧化分解在发酵过程中没有降解彻底的有机质，将其分解为小分子营养元素、二氧化碳和水，也将部分易分解COD彻底分解；
C：二次反应，自氧化改性反应罐排出的含臭氧微纳米气泡的沼液进入二次反应罐，罐内安装有混料和纳米铁介导超声装置，通过混料和纳米铁介导超声装置的空化作用，一方面促使臭氧微纳米气泡空化，释放表面能，提高臭氧的氧化性，同时液消除残余臭氧，避免臭氧释放到空气中；
D：絮凝沉降，将改性之后的沼液加入絮凝剂混合均匀，沼液中的沼渣在絮凝剂作用下形成絮团，迅速沉降，过滤出沼渣进入好氧发酵系统制肥，得到的滤液为改性沼液。
优选的，所述步骤A中，处理的沼液为餐厨垃圾、畜禽粪污、菜余、果余和食品残渣发酵制沼后产生的沼液。
优选的，所述步骤A中，沼液收集后，将来源不同的沼液通过混合进行调质处理，以保持改性过程的稳定运行。
优选的，所述步骤B中，氧化剂为臭氧或氧气，不添加其他新的化学物质。
优选的，所述步骤B中，催化化剂为非均相催化剂，完成催化功能的过程中，催化剂不与沼液发生反应，并同时能与沼液分离。
优选的，所述步骤B中，通过臭氧或氧气借助微纳米气泡提高氧化性；借助催化加速氧化反应速度。
优选的，所述步骤B中氧化改性通过调质装置均匀混合，所述沼液调质装置包括混料池，所述混料池的上方安装有活动第一电机，所述第一电机的底部固定连接有转轴，所述转轴的底部周向上固定连接有搅拌叶，所述第一电机的两侧对称固定安装有支撑板，两个所述支撑板靠近第一电机的一侧开设有升降槽，所述升降槽的内部活动连接有升降块，所述升降块的一端贯穿升降槽并与第一电机的一侧固定连接，所述第一电机的上表面固定连接有连接柱，所述连接柱的顶部开设有螺纹孔，所述连接柱的上方固定安装有第二电机，所述第二电机的下表面固定连接有螺纹柱，所述螺纹柱的底部贯穿螺纹孔的顶部并位于螺纹孔的内部。
优选的，所述混料池的上表面一侧固定连接有水泵，所述水泵的一侧固定连接有吸水管。
优选的，所述搅拌叶的数量为四个，四个所述搅拌叶以转轴的中心点为圆心呈环形阵列分布。
优选的，两个所述支撑板分别与第一电机的两侧贴合，两个所述升降块分别与两个升降槽相适配。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明以臭氧、氧气作为氧化剂，不向系统引进有害元素。
2、以微纳米气泡提高臭氧、氧气的氧化性，可以分解普通曝气不能不能分解的有机物，以非均相催化的方式提高氧化改性的反应速度，提高生产效率。
3、以臭氧氧化方式杀灭厌氧微生物，或使厌氧微生物休眠，消除沼液继续发酵产生恶臭气体，同时氧化分解已有的恶臭物质分子，使沼液脱臭，依靠臭氧微纳米气泡超强的氧化性，在催化剂辅助下分解厌氧微生物不能分解的有机物和抗生素等，氧化金属离子将化合价升到最高，通过上述处理，使沼液中大分子有机质含量降低，粘度降低，最后通过絮凝沉降实现沼渣和金属盐分的去除。
4、本发明通过第二电机带动螺纹柱转动，通过螺纹柱与螺纹孔的配合设置，在螺纹柱转动的同时带动第一电机上下移动，从而控制搅拌叶上下移动，对混料池内的沼液混合更均匀，提高反应剂与沼液均匀混合效率。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图；
图2为本发明混料池结构正剖示意图；
图3为本发明导向板结构示意图；
图4为本发明定位板结构示意图。
图中：1、混料池；2、转轴；3、搅拌叶；4、第一电机；5、支撑板；6、升降槽；7、升降块；8、连接柱；9、螺纹孔；10、第二电机；11、螺纹柱；12、水泵；13、吸水管；14、定位板；15、限位槽；16、导向板；17、卡件。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明提供了如图1-4所示的一种沼液改性工艺方法，包括以下步骤：
A：调质，将通过不同渠道收集的沼液混入一个沼液池中，搅拌混合均匀成为组分、性质相对稳定的待处理液；
B：氧化改性，在沼液输送过程中混入臭氧，在氧化反应罐底部通过微纳米气泡发生器高压喷射释放，将臭氧变成微纳米气泡，微纳米气泡发生器上方设置催化剂固定床，在催化剂的作用下，臭氧迅速产生大量羟基自由基，利用羟基自由基的强氧化性分解散发恶臭的硫醇、硫醚和硫化氢等化学物质，消除沼液的恶臭异味，同时杀死厌氧菌或促使厌氧菌休眠，去除沼液继续发生厌氧反应的能力，不再产生能散发恶臭的物质，羟基自由基进一步氧化分解在发酵过程中没有降解彻底的有机质，将其分解为小分子营养元素、二氧化碳和水，也将部分易分解COD彻底分解；
C：二次反应，自氧化改性反应罐排出的含臭氧微纳米气泡的沼液进入二次反应罐，罐内安装有混料和纳米铁介导超声装置，通过混料和纳米铁介导超声装置的空化作用，一方面促使臭氧微纳米气泡空化，释放表面能，提高臭氧的氧化性，同时液消除残余臭氧，避免臭氧释放到空气中；
D：絮凝沉降，将改性之后的沼液加入絮凝剂混合均匀，沼液中的沼渣在絮凝剂作用下形成絮团，迅速沉降，过滤出沼渣进入好氧发酵系统制肥，得到的滤液为改性沼液。
作为本发明的一种优选技术方案：
步骤A中，处理的沼液为餐厨垃圾、畜禽粪污、菜余、果余和食品残渣发酵制沼后产生的沼液。
作为本发明的一种优选技术方案：
步骤A中，沼液收集后，将来源不同的沼液通过混合进行调质处理，以保持改性过程的稳定运行。
作为本发明的一种优选技术方案：
步骤B中，氧化剂为臭氧或氧气，不添加其他新的化学物质。
作为本发明的一种优选技术方案：
步骤B中，催化化剂为非均相催化剂，完成催化功能的过程中，催化剂不与沼液发生反应，并同时能与沼液分离。
作为本发明的一种优选技术方案：
步骤B中，通过臭氧或氧气借助微纳米气泡提高氧化性；借助催化加速氧化反应速度。
作为本发明的一种优选技术方案：
步骤B中氧化改性通过调质装置均匀混合，沼液调质装置包括混料池1，混料池1的上方安装有活动第一电机4，第一电机4的底部固定连接有转轴2，转轴2的底部周向上固定连接有搅拌叶3，第一电机4的两侧对称固定安装有支撑板5，两个支撑板5靠近第一电机4的一侧开设有升降槽6，升降槽6的内部活动连接有升降块7，升降块7的一端贯穿升降槽6并与第一电机4的一侧固定连接，第一电机4的上表面固定连接有连接柱8，连接柱8的顶部开设有螺纹孔9，连接柱8的上方固定安装有第二电机10，第二电机10的下表面固定连接有螺纹柱11，螺纹柱11的底部贯穿螺纹孔9的顶部并位于螺纹孔9的内部；
混料池1的内部一侧固定连接有定位板14，定位板14的中部开设有限位槽15，限位槽15的内部活动连接有导向板16，导向板16的一侧固定连接有卡件17，卡件17与吸水管13的底部固定卡接，通过卡件17对吸水管13进行定位，吸水管13的底部呈“U”型结构，吸水管13通过导向板16和限位槽15的插接进行定位安装，沼液反应完成并需要向外吸收沼液时，能防止管口与混料池1的底壁接触而吸附杂料，使用效果更好。
作为本发明的一种优选技术方案：
混料池1的上表面一侧固定连接有水泵12，水泵12的一侧固定连接有吸水管13。
作为本发明的一种优选技术方案：
搅拌叶3的数量为四个，四个搅拌叶3以转轴2的中心点为圆心呈环形阵列分布。
作为本发明的一种优选技术方案：
两个支撑板5分别与第一电机4的两侧贴合，两个升降块7分别与两个升降槽6相适配。
本发明工作原理：以微纳米气泡形式进入沼液的臭氧的氧化性使平常臭氧气泡的数倍，乃至十数倍，可以快速分解散发恶臭气味的硫醇、硫醚和硫化氢等化学物质，消除沼液的恶臭异味，迅速杀死厌氧菌或促使厌氧菌休眠，去除沼液继续发生厌氧反应的能力，不再产生能散发恶臭的物质；
超强氧化性的臭氧微纳米气泡在催化剂辅助下，迅速分解厌氧微生物不能分解，或分解一半的有机物，消除沼液干燥后的成膜性，使沼液作为肥料使用后不对土壤和植物产生负面影响，迅速氧化分解抗生素，消除沼液中抗生素的影响；
在臭氧、氧气等氧化剂作用下，氧化金属离子，使其能在絮凝剂作用下从沼液中去除；
在混料池1内填入沼液和催化剂后，通过第一电机4对沼液进行搅拌，使反应剂与沼液的反应速度更块，通过第二电机10能带动螺纹柱11转动，在螺纹柱11转动的同时，通过螺纹柱11与螺纹孔9的配合，使第一电机4上下升降，第二电机10为伺服电机，能使第一电机4受升降块7和升降槽6的限位作用而上下稳定移动，对混料池1内的沼液和反应剂混合更均匀。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种沼液改性工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
A：调质，将通过不同渠道收集的沼液混入一个沼液池中，搅拌混合均匀成为组分、性质相对稳定的待处理液；
B：氧化改性，在沼液输送过程中混入臭氧，在氧化反应罐底部通过微纳米气泡发生器高压喷射释放，将臭氧变成微纳米气泡，微纳米气泡发生器上方设置催化剂固定床，在催化剂的作用下，臭氧迅速产生大量羟基自由基，利用羟基自由基的强氧化性分解散发恶臭的硫醇、硫醚和硫化氢化学物质，消除沼液的恶臭异味，同时杀死厌氧菌或促使厌氧菌休眠，去除沼液继续发生厌氧反应的能力，不再产生能散发恶臭的物质，羟基自由基进一步氧化分解在发酵过程中没有降解彻底的有机质，将其分解为小分子营养元素、二氧化碳和水，也将部分易分解COD彻底分解；
C：二次反应，自氧化改性反应罐排出的含臭氧微纳米气泡的沼液进入二次反应罐，罐内安装有混料和纳米铁介导超声装置，通过混料和纳米铁介导超声装置的空化作用，一方面促使臭氧微纳米气泡空化，释放表面能，提高臭氧的氧化性，同时液消除残余臭氧，避免臭氧释放到空气中；
D：絮凝沉降，将改性之后的沼液加入絮凝剂混合均匀，沼液中的沼渣在絮凝剂作用下形成絮团，迅速沉降，过滤出沼渣进入好氧发酵系统制肥，得到的滤液为改性沼液。
2.根据权利要求1所述的一种沼液改性工艺方法，其特征在于：
所述步骤A中，处理的沼液为餐厨垃圾、畜禽粪污、菜余、果余和食品残渣发酵制沼后产生的沼液。
3.根据权利要求1所述的一种沼液改性工艺方法，其特征在于：
所述步骤A中，沼液收集后，将来源不同的沼液通过混合进行调质处理，以保持改性过程的稳定运行。
4.根据权利要求1所述的一种沼液改性工艺方法，其特征在于：
所述步骤B中，氧化剂为臭氧或氧气，不添加其他新的化学物质。
5.根据权利要求1所述的一种沼液改性工艺方法，其特征在于：
所述步骤B中，催化化剂为非均相催化剂，完成催化功能的过程中，催化剂不与沼液发生反应，并同时能与沼液分离。
6.根据权利要求1所述的一种沼液改性工艺方法，其特征在于：
所述步骤B中，通过臭氧或氧气借助微纳米气泡提高氧化性；借助催化加速氧化反应速度。
7.根据权利要求1所述的一种沼液改性工艺方法，其特征在于：所述步骤B中氧化改性通过调质装置均匀混合，所述沼液调质装置包括混料池(1)，所述混料池(1)的上方安装有活动第一电机(4)，所述第一电机(4)的底部固定连接有转轴(2)，所述转轴(2)的底部周向上固定连接有搅拌叶(3)，所述第一电机(4)的两侧对称固定安装有支撑板(5)，两个所述支撑板(5)靠近第一电机(4)的一侧开设有升降槽(6)，所述升降槽(6)的内部活动连接有升降块(7)，所述升降块(7)的一端贯穿升降槽(6)并与第一电机(4)的一侧固定连接，所述第一电机(4)的上表面固定连接有连接柱(8)，所述连接柱(8)的顶部开设有螺纹孔(9)，所述连接柱(8)的上方固定安装有第二电机(10)，所述第二电机(10)的下表面固定连接有螺纹柱(11)，所述螺纹柱(11)的底部贯穿螺纹孔(9)的顶部并位于螺纹孔(9)的内部。
8.根据权利要求7所述的一种沼液改性工艺方法，其特征在于：
所述混料池(1)的上表面一侧固定连接有水泵(12)，所述水泵(12)的一侧固定连接有吸水管(13)。
9.根据权利要求7所述的一种沼液改性工艺方法，其特征在于：
所述搅拌叶(3)的数量为四个，四个所述搅拌叶(3)以转轴(2)的中心点为圆心呈环形阵列分布。
10.根据权利要求7所述的一种沼液改性工艺方法，其特征在于：
两个所述支撑板(5)分别与第一电机(4)的两侧贴合，两个所述升降块(7)分别与两个升降槽(6)相适配。
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