CN220564443U - 一种沼液深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种沼液深度处理系统，涉及沼液处理领域，该沼液深度处理系统包括固液分离装置、渣料处理系统和液料处理系统，固液分离装置与发酵罐的出口连接，渣料处理系统与固液分离装置的固体出料口连接，用于将渣料处理为垫料使用；液料处理系统包括降解反应装置和臭氧消毒脱色装置，降解反应装置与固液分离装置的出液口连接，降解反应装置内存在有兼性厌氧菌，用于将大分子有机物降解为小分子有机物，臭氧消毒脱色装置与降解反应装置的出液口连接，用于对降解后的沼液杀菌脱色。经过该处理系统处理后的沼液，沼液中COD浓度明显下降，色度感观清亮洁净、无异味，降低牧场沼液存储量，可以随时进行灌溉还田使用，减轻牧场环保压力。

Description

一种沼液深度处理系统

技术领域

本实用新型涉及沼液处理技术领域，尤其是涉及一种沼液深度处理系统。

背景技术

目前中大型规模化奶牛养殖场逐年在增加，按照国家环保要求，规模化牧场基本都配备大沼发酵系统(沼气发电、沼气锅炉、沼渣烘干等模式)，牛粪经过发酵后才可以满足沼液还田要求(无害化沼液还田)。基本流程为：牧场每天所产生的粪污全部进行收集、发酵、固液分离、存储、还田。氧化塘存储时间要保证180天以上，因牧场位置、环境、区域不同，各地方的沼液还田方式也有不同；北方种植一季，一般在10月-12月到次年的4月左右开始集中还田，南方地区者是需要按照种植季节陆续进行还田。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有技术中处理沼液的方式，通常采用生化方式进行处理，固液分离机后液体(沼液)排入氧化塘存储后还田，浓度非常高排放成本也高非常高，尤其是南方区域的中小型牧场无法承担；且存在沼液压力大不正常还田问题居多，如未安按照标准还田还会影响土地；更重要的是，经牧场现有粪污发酵系统处理后的沼液浓度高，(TS4％-6％、COD35000-40000mg/l左右)。沼液还田一般稀释配比为50％-70％，需要配备足够的土地和稀释用水，在土地少的地方难以还田，还田压力非常大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种沼液深度处理系统，以解决现有技术中存在的处理后的沼液浓度高，还田压力大的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的沼液深度处理系统，包括固液分离装置、渣料处理系统和液料处理系统，其中：

所述固液分离装置与发酵罐的出口连接，所述渣料处理系统与所述固液分离装置的固体出料口连接，用于将渣料处理为垫料使用；

所述液料处理系统包括降解反应装置和臭氧消毒脱色装置，其中：所述降解反应装置与所述固液分离装置的出液口连接，所述降解反应装置内存在有兼性厌氧菌，用于将大分子有机物降解为小分子有机物，所述臭氧消毒脱色装置与所述降解反应装置的出液口连接，用于对降解后的沼液杀菌脱色。

优选的，所述降解反应装置包括降解反应罐，所述降解反应罐的数量为一个或两个以上，当所述降解反应罐的数量为两个以上时，所有所述降解反应罐串联设置；所述降解反应罐内设置有曝气头。

优选的，所述沼液深度处理系统还包括收集池、物料分配器，所述固液分离装置包括两个以上固液分离器，其中：所述收集池与所述发酵罐的出口连接，所述物料分配器的入料口与所述收集池连接，所述物料分配器的出口与对应所述固液分离器连接。

优选的，所述渣料处理系统包括二次挤压装置和烘干机，所述二次挤压装置的数量为两个以上，所有所述二次挤压装置串联设置，所述烘干机连接于最后一个所述二次挤压装置的出料口。

优选的，所述渣料处理系统还包括螺旋输料机、除尘装置和洗涤装置，其中：

所述螺旋输料机的入料口与所述烘干机连接，所述除尘装置的入料口与所述螺旋输料机的出料口连接，所述洗涤装置与所述除尘装置的出料口连接。

优选的，所述沼液深度处理系统还包括分离液池和超滤液池，其中：

所述分离液池与所述固液分离器的出液口连通，所述超滤液池的进液口与所述分离液池连接，所述超滤液池的出液口与所述降解反应装置的入料口连接。

优选的，所述沼液深度处理系统还包括高效沉淀池、过滤装置和氧化塘，所述高效沉淀池的入料口与所述降解反应装置的出料口连接，所述高效沉淀池的出料口与所述臭氧消毒脱色装置相连通；

所述过滤装置的入料口与所述臭氧消毒脱色装置的出料口相连接，所述过滤装置的出料口与所述氧化塘连通，所述氧化塘连接有泵体，用于将处理后的沼液浇灌还田。

本实用新型提供的沼液深度处理系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：沼液经过固液分离装置，渣料能够经过处理作为垫料使用，节约资源；分离后的沼液经降解反应装置，兼性厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，降低沼液中有机物的浓度，然后经过高效沉淀和高效沉淀池去除大量的悬浮物，再HUASB厌氧发酵系统中降解，经过以上工艺处理后的沼液进入臭氧消毒脱色装置对降解后的沼液杀菌脱色；经过该处理系统及处理方法处理后的沼液，沼液中COD浓度可以降低至3000mg/l以下，色度感观清亮洁净、无异味，降低牧场沼液存储量，可以随时进行灌溉还田使用，降低牧场处理成本，减轻牧场环保压力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是沼液深度处理系统的整体结构示意图；

图2是渣料处理系统和液料处理系统的前一部分结构示意图；

图3是液料处理系统后一部分结构示意图；

图4是兼性厌氧菌对有机物的分解与合成及产物示意图。

图中100、发酵罐；200、沼气发电系统；1、固液分离装置；2、物料分配器；31、二次挤压装置；32、烘干机；33、螺旋输料机；34、除尘装置；35、洗涤装置；4、收集池；51、分离液池；52、超滤液池；53、降解反应装置；531、曝气头；54、高效沉淀池；55、臭氧消毒脱色装置；56、过滤装置；57、氧化塘。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型实施例提供了一种沼液深度处理系统，降低牧场沼液存储量，沼液可以随时进行灌溉还田使用，降低牧场处理成本，减轻牧场环保压力。

下面结合图1-图3对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。

实施例一

如图1-图3所示，本实施例提供了一种沼液深度处理系统，包括固液分离装置1、渣料处理系统和液料处理系统，其中：固液分离装置1与发酵罐100的出口连接，渣料处理系统与固液分离装置1的固体出料口连接，用于将渣料处理为垫料使用；液料处理系统包括降解反应装置53和臭氧消毒脱色装置55，其中：降解反应装置53与固液分离装置1的出液口连接，降解反应装置53内存在有兼性厌氧菌，用于将大分子有机物降解为小分子有机物，臭氧消毒脱色装置55与降解反应装置53的出液口连接，用于对降解后的沼液杀菌脱色。

其中，上述固液分离装置可以采用现有技术中的固液分离器。参见图1，发酵罐100中的沼气进入沼气发电系统200进行发电。

现有技术中沼液浓度高(TS4％-6％、COD35000-40000mg/l左右)，很难继续降低COD浓度。该系统中沼液经降解反应装置53，降解反应装置53内的兼性厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，沼液中COD浓度可以降低至3000mg/l以下。

经过降解反应装置53后，兼性厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，但是沼液颜色深，感观不好。该沼液深度处理系统中，臭氧消毒脱色装置55内采用臭氧对沼液进行消毒脱色，能够对大肠杆菌等进行消杀，并对沼液进行脱色，处理后色度在60倍以下，沼液色度感观清亮洁净、无异味。

本实施例的沼液深度处理系统，沼液经过固液分离装置，渣料能够经过处理进入牛卧床垫料发酵系统发酵灭菌后回垫到养殖场的牛卧床内，为奶牛提供卧床垫料，节约资源.分离后的沼液经降解反应装置53，兼性厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，降低沼液中有机物的浓度，然后经臭氧消毒脱色装置55对降解后的沼液杀菌脱色；经过该处理系统及处理方法处理后的沼液，沼液中COD浓度可以降低至3000mg/l以下，色度感观清亮洁净、无异味，降低牧场沼液存储量，可以随时进行灌溉还田使用，降低牧场处理成本，减轻牧场环保压力。

作为可选地实施方式，参见图1和图3所示，降解反应装置53包括降解反应罐，降解反应罐的数量为一个或两个以上，当降解反应罐的数量为两个以上时，所有降解反应罐串联设置，便于进一步对沼液中的有机物进行降解；降解反应罐内设置有曝气头531、供氧系统、两种不同的生物流化床、供回水系统、沉淀系统、出水堰槽等配套设施。曝气头531的主要作用是对膜丝进行冲刷、震荡，同时产生的溶解氧正好被用来氧化部分小分子有机物和维持出水的溶解氧值。

上述降解反应罐内能够分解对沼液中有机物进行降解的原理是：

微生物以兼性厌氧菌为主，有机物的降解主要是通过形成较高浓度的污泥在兼性厌氧性菌作用下完成的。大分子有机污染物是被逐步降解为小分子有机物，最终氧化分解为二氧化碳和水等稳定的无机物质。由于兼性厌氧菌的生成不需要溶解氧的保证，所以降低了动力消耗。

CODcr的去除在兼性厌氧微生物在有氧的条件下，将粪水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO₂和H₂O等稳定物质。在合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物(如低分子有机酸等)直接进入细胞内部被利用，而非溶解有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被胞外酶水解后进入细胞内部被利用。

降解反应罐中的曝气头531使水在好氧区和缺氧区循环交替流动，形成好氧、缺氧连续交替不断的生物降解作用，在好氧条件下利用粪水中硝化细菌将氮化物转化为硝酸盐，然后在缺氧条件下利用粪水中反硝化细菌将硝酸盐还原成气态氮。在同一个反应器内实现了硝化反硝化。兼性厌氧工艺污泥泥龄接近无限长的条件下，硝化过程出现明显的短程硝化反硝化现象，氨氮向硝酸盐转化受抑制，亚硝酸盐大量积累，实现短程硝化反硝化效果。利用硝酸菌和亚硝酸菌的不同生长速率，即在操作温度30-35℃下，亚硝化细菌的生长速率明显高于硝化细菌的生长速率，亚硝化细菌的最小停留时间小于硝化细菌，从而使氨氧化控制在亚硝酸盐阶段，同时通过缺氧环境达到反硝化的目的。

参见图4，降解反应罐中，新增有机物在兼性厌氧菌的作用下一部分被分解为小分子有机物，继而被氧化分解为CO₂、H₂O等无机物；另一部分被合成为细胞。在低污泥负荷条件下，该细胞作为营养物在兼性厌氧菌作用下一部分又被分解为小分子有机物，继而又被氧化分解为CO₂、H₂O等无机物；另一部分又被合成为新细胞。依此类推，在低污泥负荷条件下，该新细胞又作为营养物在兼性厌氧菌的作用下继续作分解与合成的代谢，直至细胞最后全部代谢为CO₂、H₂O等无机物。由下图可见，从整个分解、合成代谢的过程来看，有机物已被彻底代谢，系统内有机污泥没有富集增长。

作为可选地实施方式，参见图2所示，沼液深度处理系统还包括收集池4、物料分配器2，固液分离装置包括两个以上固液分离器，其中：收集池4与发酵罐100的出口连接，物料分配器2的入料口与收集池4连接，物料分配器2的出口与对应固液分离器连接。物料分配器2为现有的成熟技术，在此对其结构不做赘述，其能够将发酵罐100内流出的沼液均匀分配至多个固液分离装置中，提高固体和液体的分离效率。

作为可选地实施方式，参见图1和图2所示，渣料处理系统包括二次挤压装置31和烘干机32，二次挤压装置31的数量为两个以上，所有二次挤压装置31串联设置，烘干机32连接于最后一个二次挤压装置31的出料口。

上述二次挤压装置31采用现有技术中的离心分离设备，能够进一步降低固体中的水分，便于后续对渣料进行烘干、洗涤工序。

作为可选地实施方式，参见图1和图2所示，渣料处理系统还包括螺旋输料机33、除尘装置34和洗涤装置35，其中：螺旋输料机33的入料口与烘干机32连接，除尘装置34的入料口与螺旋输料机33的出料口连接，洗涤装置35与除尘装置34的出料口连接。

除尘装置34可以采用现有技术中的迷宫式除尘器等，螺旋输料机33、洗涤装置35均可采用本领域内的成熟装置，最此对其结构不做赘述。螺旋输送机将烘干后的渣料输送至除尘装置34，降低渣料中的悬浮物。之后经洗涤装置35洗涤后晾晒，用作牧场等的垫料使用。

本实施例中的沼液经过固液分离装置，渣料能够经过处理作为垫料使用，对渣料进行了二次利用，节约资源。沼液经降解反应装置53，兼性厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，降低沼液中有机物的浓度，降低沼液中COD浓度，臭氧消毒脱色装置55对降解后的沼液杀菌脱色。

作为可选地实施方式，参见图2和图3所示，沼液深度处理系统还包括分离液池51和超滤液池52，其中：分离液池51与固液分离器的出液口连通，超滤液池52的进液口与分离液池51连接，超滤液池52的出液口与降解反应装置53的入料口连接。

分离液池51和超滤液池52能够对经固液分离后液体内的固体进一步脱除，便于后续对液态的降解。

作为可选地实施方式，参见图2和图3所示，沼液深度处理系统还包括高效沉淀池54、过滤装置56和氧化塘57，高效沉淀池54的入料口与降解反应装置53的出料口连接，高效沉淀池54的出料口与臭氧消毒脱色装置55相连通；过滤装置56的入料口与臭氧消毒脱色装置55的出料口相连接，过滤装置56的出料口与氧化塘57连通，氧化塘57连接有泵体，用于将处理后的沼液浇灌还田。

上述高效沉淀池54、过滤装置56均可采用本领域内的成熟装置，最此对其结构不做赘述。高效沉淀池54能够进一步降低液体中的渣料含量，便于后续对液体进行杀菌脱色。过滤装置56对杀菌脱色后液体内的固体进一步过滤，便于将处理完成的沼液通入氧化塘57。氧化塘57内处理后的沼液COD浓度能够降低至3000mg/l以下，色度感观清亮，可随时通过泵体抽出浇灌还田。

实施例二

本实施例提供了一种沼液深度处理方法，利用上述沼液深度处理系统，该方法包括：使用固液分离装置将沼液进行固液分离，将分离后的渣料处理后用于垫料使用；将分离后的沼液引入降解反应装置53中，利用兼性厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物；将降解后的沼液引入臭氧消毒脱色装置55，对降解后的沼液杀菌脱色。

本实施例的沼液深度处理方法，沼液经过固液分离装置，渣料能够经过处理作为垫料使用，节约资源；分离后的沼液经降解反应装置53，兼性厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，降低沼液中有机物的浓度，然后经臭氧消毒脱色装置55对降解后的沼液杀菌脱色；经过该处理方法处理后的沼液，沼液中COD浓度可以降低至3000mg/l以下，色度感观清亮洁净、无异味，降低牧场沼液存储量，可以随时进行灌溉还田使用，降低牧场处理成本，减轻牧场环保压力。

作为可选地实施方式，将分离后的渣料依次经过二次挤压、烘干、除尘、洗涤工序后，用作垫料使用。本实施例中的沼液经过固液分离装置，渣料经过上述工序后，能够经过处理作为垫料使用，对渣料进行了二次利用，节约资源。

作为可选地实施方式，将分离后的沼液进行过滤处理，使过滤处理后的沼液依次经过两个以上降解反应装置53；将降解后的沼液沉淀并去除悬浮物后再引入臭氧消毒脱色装置55；将消毒杀菌后的沼液过滤后引入氧化塘57，利用氧化塘57内的沼液浇灌还田。

沼液经降解反应装置53，兼性厌氧菌将大分子有机物降解为小分子有机物，降低沼液中有机物的浓度，降低沼液中COD浓度，臭氧消毒脱色装置55对降解后的沼液杀菌脱色。降低牧场沼液存储量，可以随时进行浇灌还田使用，降低牧场处理成本。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种沼液深度处理系统，其特征在于，包括固液分离装置、渣料处理系统和液料处理系统，其中：

所述固液分离装置与发酵罐的出口连接，所述渣料处理系统与所述固液分离装置的固体出料口连接，用于将渣料处理为垫料使用；

所述液料处理系统包括降解反应装置和臭氧消毒脱色装置，其中：所述降解反应装置与所述固液分离装置的出液口连接，所述降解反应装置内存在有兼性厌氧菌，用于将大分子有机物降解为小分子有机物，所述臭氧消毒脱色装置与所述降解反应装置的出液口连接，用于对降解后的沼液杀菌脱色。

2.根据权利要求1所述的沼液深度处理系统，其特征在于，所述降解反应装置包括降解反应罐，所述降解反应罐的数量为一个或两个以上，当所述降解反应罐的数量为两个以上时，所有所述降解反应罐串联设置；所述降解反应罐内设置有曝气头。

3.根据权利要求1所述的沼液深度处理系统，其特征在于，所述沼液深度处理系统还包括收集池、物料分配器，所述固液分离装置包括两个以上固液分离器，其中：所述收集池与所述发酵罐的出口连接，所述物料分配器的入料口与所述收集池连接，所述物料分配器的出口与对应所述固液分离器连接。

4.根据权利要求1所述的沼液深度处理系统，其特征在于，所述渣料处理系统包括二次挤压装置和烘干机，所述渣料处理系统用于将渣料发酵做卧床垫料使用，所述二次挤压装置的数量为两个以上，所有所述二次挤压装置串联设置，所述烘干机连接于最后一个所述二次挤压装置的出料口。

5.根据权利要求4所述的沼液深度处理系统，其特征在于，所述渣料处理系统还包括螺旋输料机、除尘装置和洗涤装置，其中：

所述螺旋输料机的入料口与所述烘干机连接，所述除尘装置的入料口与所述螺旋输料机的出料口连接，所述洗涤装置与所述除尘装置的出料口连接。

6.根据权利要求3所述的沼液深度处理系统，其特征在于，所述沼液深度处理系统还包括分离液池和超滤液池，其中：

所述分离液池与所述固液分离器的出液口连通，所述超滤液池的进液口与所述分离液池连接，所述超滤液池的出液口与所述降解反应装置的入料口连接。

7.根据权利要求6所述的沼液深度处理系统，其特征在于，所述沼液深度处理系统还包括高效沉淀池、过滤装置和氧化塘，所述高效沉淀池的入料口与所述降解反应装置的出料口连接，所述高效沉淀池的出料口与所述臭氧消毒脱色装置相连通；

所述过滤装置的入料口与所述臭氧消毒脱色装置的出料口相连接，所述过滤装置的出料口与所述氧化塘连通，所述氧化塘连接有泵体，用于将处理后的沼液浇灌还田。