CN112875891A - 一种用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统、处理方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统，所述系统包括依次相连接设置的沼液料罐、沉降器、石英砂过滤器、保安过滤器、超滤膜过滤器、浓缩罐、反渗透过滤器、透过液罐，所述沼液料罐的输入端与沼液相连接设置，该沼液料罐的输入端能够输入沼液，所述超滤膜过滤器的出口还与沉降罐的入口相连接设置，以实现超滤回流，所述反渗透过滤器的出口还与浓缩罐的入口相连接设置，透过反渗透过滤器浓缩液进入浓缩罐后继续循环进行浓缩回流。本系统利用膜浓缩技术将畜禽养殖场产生的大量沼液加以浓缩、分离、进一步处理，能够实现沼液资源化利用的目标，解决沼液运输成本高，远距离输送将影响沼液利用的价值等难题。

Description

一种用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统、处理方法及应用

技术领域

本发明属于沼液处理技术领域，尤其是一种用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统、处理方法及应用。

背景技术

畜禽养殖废水主要包括畜禽养殖场产生的动物粪便、尿液、冲洗水(圈舍、饲槽、地面等)，以及少量的工人生活生产过程中产生的废水。畜禽养殖废水处理难度大，包括以下特点：畜禽养殖污水是高浓度的有机废水，COD、NH3-N、SS等含量高且严重超标；水量大、收集困难、固液混合且不易分离；含有致病菌并有恶臭。

由于我国的经济的快速发展，以及集中性畜禽养殖业的大力发展，以畜禽粪便为原料的大中型沼气工程得到了迅速的发展。利用沼气厌氧发酵技术，既可治理环境污染，又能实现废物资源化，取得较好的能源、环保和经济效益。沼气工程每天都在产生数量惊人的发酵残留物(沼液和沼渣)，其中沼液的含量超过95％，其养分含量低，排放量大，因此如何低成本资源化处理沼液，是许多大中型沼气工程的一大瓶颈问题。

目前国内外的沼液处理技术，归纳起来包括低成本的资源性利用、达标排放、高成本的工厂化处理和兼具利用和处理的高附加值的开发性处理等四类。其中，低成本的沼液还田利用最受欢迎。沼液还田这种模式需要养殖场周围有足够的农田消纳沼液。近年来，大型养殖场畜禽养殖量不断增加，而周边土地种植面积有限、沼液就近消纳利用难度大，应用受到严重制约。此外，养殖场废水及沼气工程的沼液不断产生，但作物对肥料的吸收随季节的变化而不同，这些造成沼液局部过剩和季节性过剩问题。因此，为了实现沼液养分循环利用，减少沼液污染，开发沼液深度处理技术的研究和应用就显得非常重要。

膜浓缩处理技术包括：超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)。超滤的过滤精度在0.001-0.1微米之间，利用压差的膜法分离技术，可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，并能保留对人体有益的一些矿物质元素。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术，分子量约为200-2000，是目前水处理领域的研究热点。纳滤膜属于压力驱动膜，可在很低的操作压力下高效地脱除有毒有害物质，同时有效地保留水中对人体有益的微量元素。反渗透的过滤精度为0.0001微米左右，是美国60年代初研制的一种超高精度的利用压差的膜法分离技术。反渗透技术需要加压、加电，可滤除水中的几乎一切的杂质(包括有害的和有益的)，只能允许水分子通过。

通过对比，本专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的沼液浓缩的不足之处，提供一种用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统、处理方法及应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统，所述系统包括依次相连接设置的沼液料罐、沉降器、石英砂过滤器、保安过滤器、超滤膜过滤器、浓缩罐、反渗透过滤器、透过液罐，所述沼液料罐的输入端与沼液相连接设置，该沼液料罐的输入端能够输入沼液，所述超滤膜过滤器的出口还与沉降罐的入口相连接设置，以实现超滤回流，所述反渗透过滤器的出口还与浓缩罐的入口相连接设置，透过反渗透过滤器浓缩液进入浓缩罐后继续循环进行浓缩回流；

所述系统还包括酸调节pH设备，该酸调节pH设备与沼液料罐相连接设置，该酸调节pH设备能够向沼液料罐内输入调节pH值用酸液。

而且，所述石英砂过滤器的滤料为石英砂，石英砂的粒径为0.6-1.0mm，由石英砂构成的滤料层的厚度为700-900mm。

而且，所述酸调节pH设备将沼液料罐内的沼液酸化调节至pH为5-9。

而且，所述保安过滤器的过滤孔径小于1μm。

而且，所述超滤膜过滤器为管式超滤膜过滤器，孔径为10-80nm，管式超滤膜过滤技术成熟度好，易安装维护。

而且，所述反渗透过滤器采用碟管式反渗透组件，孔径为0.8-1nm。

如上所述的用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统在畜禽养殖废水处理方面中的应用。

一种利用如上所述的处理系统的畜禽养殖场处理沼液浓缩膜处理方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、沼液输送至沼液料罐之后，在预处理前将沼液的pH调节为5-9；

步骤二、预处理过程：沼液经过经沉降器沉降后进入石英砂过滤器、保安过滤器，最后由超滤膜过滤器处理，得到预处理后的沼液；

步骤三、浓缩过程：将步骤二所得的沼液在泵的作用下由浓缩罐到达反渗透过滤器，透过反渗透过滤器的为透过液，由透过液罐进行收集，被反渗透膜截流下来的是浓缩液，浓缩液回流进入浓缩罐后继续循环进行浓缩。

本发明的优点和积极效果如下：

1、本系统包括沼液料罐、沉降器、石英砂过滤器、保安过滤器、超滤膜过滤器、浓缩罐、反渗透过滤器、透过液罐，利用该系统沼液经过预处理过程、浓缩过程，得到的缩液可以生产肥料，清液回用于膜清洗系统和原料池调质，该系统利用膜浓缩技术将畜禽养殖场产生的大量沼液加以浓缩、分离、进一步处理，能够实现沼液资源化利用的目标，解决沼液运输成本高，远距离输送将影响沼液利用的价值等难题。

2、本发明方法为优化的膜浓缩技术工艺，提高了沼液浓缩效果、膜抗污能力，以及使浓缩后的透过液能够回用或经简单处理即可达标排放为目标。

3、本发明方法的预处理过程的特点全部都是物理过程，且不影响沼液的营养成分和活性成分。

4、相比传统的膜浓缩，本发明方法可浓缩更高的体积浓缩倍数、浓度浓缩倍数，且浓缩效果更好。解决运输成本高，远距离输送将影响沼液利用的价值、存储难等环节，从而提高了畜禽沼液的利用率。

附图说明

图1为本发明中畜禽养殖场沼液膜处理系统的一种结构连接示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下属实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规市售产品，本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法，本发明所用各物质质量均为常规使用质量。

一种用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统，如图1所示，所述系统包括依次相连接设置的沼液料罐、沉降器、石英砂过滤器、保安过滤器、超滤膜过滤器、浓缩罐、反渗透过滤器、透过液罐，所述沼液料罐的输入端与沼液相连接设置，该沼液料罐的输入端能够输入沼液，所述超滤膜过滤器的出口还与沉降罐的入口相连接设置，以实现超滤回流，所述反渗透过滤器的出口还与浓缩罐的入口相连接设置，透过反渗透过滤器浓缩液进入浓缩罐后继续循环进行浓缩回流；

所述系统还包括酸调节pH设备，该酸调节pH设备与沼液料罐相连接设置，该酸调节pH设备能够向沼液料罐内输入调节pH值用酸液。

在本实施例中，所述石英砂过滤器的滤料为石英砂，石英砂的粒径为0.6-1.0mm，由石英砂构成的滤料层的厚度为700-900mm。

在本实施例中，所述酸调节pH设备将沼液料罐内的沼液酸化调节至pH为5-9。

在本实施例中，所述保安过滤器的过滤孔径小于1μm。

在本实施例中，所述超滤膜过滤器为管式超滤膜过滤器，孔径为10-80nm，管式超滤膜过滤技术成熟度好，易安装维护。

在本实施例中，所述反渗透过滤器采用碟管式反渗透组件，孔径为0.8-1nm。

本系统包括沼液料罐、沉降器、石英砂过滤器、保安过滤器、超滤膜过滤器、浓缩罐、反渗透过滤器、透过液罐，利用该系统沼液经过预处理过程、浓缩过程，得到的缩液可以生产肥料，清液回用于膜清洗系统和原料池调质，该系统利用膜浓缩技术将畜禽养殖场产生的大量沼液加以浓缩、分离、进一步处理，能够实现沼液资源化利用的目标，解决沼液运输成本高，远距离输送将影响沼液利用的价值等难题。

本系统设置沉降罐，沉降的目的主要是去除大颗粒和易于沉降的杂质。石英砂过滤器主要是对泥沙、胶体、金属离子以及有机物进行截留、吸附，防止其对后续的超滤膜产生不利影响。保安过滤器通过保安滤袋过滤截留杂质和颗粒，将沼液中的小颗粒杂质逐步去除，使得沼液符合进入反渗透膜过滤器的条件，防止小颗粒杂质造成反渗透膜的堵塞。超滤膜过滤器可以截留分子量大于500的大分子和胶体颗粒，且超滤过程为回流循环过程，通过回流管的设置再次进入沉降器。浓缩罐将超滤膜过滤器所得沼液进行浓缩收集。反渗透过滤器进行有效截留，确保沼液中的所有肥性成分得到最大限度的截留，截留浓缩液进入浓缩罐后继续循环进行浓缩，提高沼液浓缩倍。透过液罐能够将反渗透过滤器的透过液进行收集。

本系统在使用时，沼液经过预处理过程和浓缩过程两个处理过程：

预处理过程：沼液先通过调节pH收集到沼液料罐中，通过沉降罐去除大颗粒和易于沉降的杂质。通过石英砂过滤器主要是对泥沙、胶体、金属离子以及有机物进行截留、吸附。通过保安过滤器将沼液中的小颗粒杂质逐步去除，使得沼液符合进入反渗透膜过滤器的条件，防止小颗粒杂质造成反渗透膜的堵塞。通过超滤则可以截留分子量大于500的大分子和胶体颗粒，且超滤过程为回流循环过程，通过回流管的设置再次进入沉降器。

浓缩过程：经过预处理的沼液在泵的作用下由浓缩罐到达反渗透膜组件，反渗透膜装置进行有效截留，确保沼液中的所有肥性成分得到最大限度的截留，透过反渗透膜的透过液由透过液罐进行收集，透过反渗透膜的为浓缩液，浓缩液进入浓缩罐后继续循环进行浓缩。

一种利用如上所述的处理系统的畜禽养殖场处理沼液浓缩膜处理方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、沼液输送至沼液料罐之后，在预处理前将沼液的pH调节为5-9；

步骤二、预处理过程：沼液经过经沉降器沉降后进入石英砂过滤器、保安过滤器，最后由超滤膜过滤器处理，得到预处理后的沼液；

步骤三、浓缩过程：将步骤二所得的沼液在泵的作用下由浓缩罐到达反渗透过滤器，透过反渗透过滤器的为透过液，由透过液罐进行收集，被反渗透膜截流下来的是浓缩液，浓缩液回流进入浓缩罐后继续循环进行浓缩。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (8)

1.一种用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统，其特征在于：所述系统包括依次相连接设置的沼液料罐、沉降器、石英砂过滤器、保安过滤器、超滤膜过滤器、浓缩罐、反渗透过滤器、透过液罐，所述沼液料罐的输入端与沼液相连接设置，该沼液料罐的输入端能够输入沼液，所述超滤膜过滤器的出口还与沉降罐的入口相连接设置，以实现超滤回流，所述反渗透过滤器的出口还与浓缩罐的入口相连接设置，透过反渗透过滤器浓缩液进入浓缩罐后继续循环进行浓缩回流；

所述系统还包括酸调节pH设备，该酸调节pH设备与沼液料罐相连接设置，该酸调节pH设备能够向沼液料罐内输入调节pH值用酸液。

2.根据权利要求1所述的用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统，其特征在于：所述石英砂过滤器的滤料为石英砂，石英砂的粒径为0.6-1.0mm，由石英砂构成的滤料层的厚度为700-900mm。

3.根据权利要求1所述的用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统，其特征在于：所述酸调节pH设备将沼液料罐内的沼液酸化调节至pH为5-9。

4.根据权利要求1所述的用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统，其特征在于：所述保安过滤器的过滤孔径小于1μm。

5.根据权利要求1所述的用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统，其特征在于：所述超滤膜过滤器为管式超滤膜过滤器，孔径为10-80nm，管式超滤膜过滤技术成熟度好，易安装维护。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统，其特征在于：所述反渗透过滤器采用碟管式反渗透组件，孔径为0.8-1nm。

7.如权利要求1至5任一项所述的用于畜禽养殖场沼液浓缩膜处理系统在畜禽养殖废水处理方面中的应用。

8.一种利用如权利要求1至5任一项所述的处理系统的畜禽养殖场处理沼液浓缩膜处理方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、沼液输送至沼液料罐之后，在预处理前将沼液的pH调节为5-9；

步骤二、预处理过程：沼液经过经沉降器沉降后进入石英砂过滤器、保安过滤器，最后由超滤膜过滤器处理，得到预处理后的沼液；

步骤三、浓缩过程：将步骤二所得的沼液在泵的作用下由浓缩罐到达反渗透过滤器，透过反渗透过滤器的为透过液，由透过液罐进行收集，被反渗透膜截流下来的是浓缩液，浓缩液回流进入浓缩罐后继续循环进行浓缩。

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