一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统及方法，该系统包括二次发酵装置、MBR反应池、浓缩装置和污泥处理装置；MBR反应池进料口与二次发酵装置相连，用于将二次发酵后的沼液进行膜分离与生物处理；浓缩装置进料口与MBR反应池的透过液出口相连，用于将MBR反应池透过液制成国标滴灌肥的主要原料或叶面肥；污泥处理装置进料口与MBR反应池截留液出口相连，用于将MBR反应池截留液制备成固体有机肥料。将户用沼气池废弃的沼液沼渣抽出再二次发酵，再经MBR反应池，透过液经浓缩装置浓缩得到国标滴灌肥的主要原料或叶面肥，截留液经污泥处理装置制备成固体有机肥料，实现沼液、沼渣零排放，完全转化为产品。
【专利说明】
一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种农业废弃物资源化利用系统及方法，特别涉及一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统及方法。
【背景技术】
[0002]户用沼气池通过对有机废弃物如畜禽粪便、农作物秸杆等厌氧发酵可得到沼气、沼渣和沼液，其中沼气作为清洁的可再生能源，可在能源利用过程中实现二氧化碳(C02)的近零排放，而沼渣和沼液则是优质的有机肥，在农业生产应用中可实现化肥和农药的减施增效。但现阶段中国农村的生产、生活方式发生了较大变化，猪-沼-菜、猪-沼-果的模式逐渐被专业的沼气服务站(抽投料)所取代，即当户用沼气池发酵到一定程度，生产沼气速度较慢不足以供应用户做饭等需求后，户用沼气池需要沼气服务站进行抽投料，将剩余沼液及沼渣按比例抽走重新置入新原料。但是，因用肥季节、消纳土地及沼渣、沼液附加值不高等因素限制，沼气服务站获得的大量的沼渣、沼液得不到完全处理，极易造成沼液的直接排放而导致二次污染。而沼液的达标排放处理模式也存在占地面积大、投资大和操作成本高等难题。因此，沼液的低成本减量化处理及资源化利用非常有必要。因此，需要开发一种工艺系统，在减量化处理沼液过程中，实现沼液、沼渣产品化、提高沼液附加值，实现沼气服务站的自运营能力。
【发明内容】
[0003]本发明为解决上述技术问题而提供一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统及方法。
[0004]本发明所采取的技术方案是:
[0005]—种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统，包括二次发酵装置、MBR(膜生物反应器)反应池、浓缩装置和污泥处理装置;所述MBR反应池进料口与所述二次发酵装置相连，用于将二次发酵后的沼液进行膜分离与生物处理;所述浓缩装置进料口与所述MBR反应池的透过液出口相连，用于将MBR反应池透过液制成国标滴灌肥的主要原料或叶面肥;所述污泥处理装置进料口与所述MBR反应池截留液出口相连，用于将MBR反应池截留液制备成固体有机肥料。将户用沼气池使用完毕后废弃的沼液沼渣抽出在二次发酵装置内二次发酵，再经MBR反应池，MBR透过液经浓缩装置浓缩得到国标滴灌肥的主要原料或叶面肥，MBR截留液经污泥处理装置制备成固体有机肥料，实现沼液、沼渣零排放，完全转化为产品。
[0006]作为优选方案，所述污泥处理装置包括污泥浓缩池、板式压滤机和离心机。
[0007]作为优选方案，所述污泥浓缩池与所述板式压滤机之间设有螺杆栗，用于将浓缩后的污泥输送至所述板式压滤机。
[0008]作为优选方案，所述二次发酵装置包括两个串联的沼气池;两个所述沼气池间设有内循环栗使得沼液在两个所述沼气池间循环。
[0009]作为优选方案，所述MBR反应池底部设有曝气器。
[0010]作为优选方案，所述浓缩装置包括纳滤装置和多效蒸发器。
[0011 ]作为优选方案，所述二次发酵装置前设有收集调节池;所述二次发酵装置与所述MBR反应池之间设有储存调节池;所述MBR反应池与所述浓缩装置之间设有储液池。收集调节池、储存调节池和储液池对系统中的物料起调节作用，满足二次发酵、MBR反应、纳滤装置、多效蒸发器的连续生产需求。
[0012]作为优选方案，所述收集调节池和所述储存调节池内均设有搅拌器，调节生产原料的均一度。
[0013]本发明还提供一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的方法，包括以下步骤:
[0014]二次发酵:将沼液置于二次发酵装置中进行二次发酵，使之完全腐熟，降低沼液中COD和悬浮物浓度，提高小分子有机物和无机物数量；
[0015]MBR反应:将二次发酵后的沼液放入MBR反应池内进行膜分离与生物处理；
[0016]浓缩:将MBR反应池的透过液放入浓缩装置内进行浓缩，得到国标滴灌肥的主要原料或叶面肥；
[0017]污泥处理:将MBR反应池的截留液在污泥处理装置中进行污泥处理，得到固体有机肥料。
[0018]一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的方法，包括以下步骤:
[0019]收集调节:将各户用沼气池中的沼液投入到收集调节池，搅拌混合均匀；
[0020]二次发酵:将收集调节完成后的沼液置于二次发酵装置中进行二次发酵，使之完全腐熟，降低沼液中COD和悬浮物浓度，提高小分子有机物和无机物数量；
[0021 ]储存调节:将二次发酵后的沼液放入储存调节池，搅拌混合均匀；
[0022]MBR反应:将二次发酵后的沼液放入MBR反应池内进行膜分离与生物处理；
[0023]浓缩:将MBR反应池的透过液放入浓缩装置内进行浓缩，得到国标滴灌肥的主要原料或叶面肥；
[0024]污泥处理:将MBR反应池的截留液在污泥处理装置中进行污泥处理，得到固体有机肥料。
[0025]作为优选方案，所述浓缩步骤具体包括将MBR反应池的透过液放入纳滤装置内进行纳滤，得到可以作为国标滴灌肥主要原料的纳滤截留液，或者将纳滤截留液放入多效蒸发器内进行多效蒸发，得到叶面肥。
[0026]作为优选方案，所述污泥处理步骤具体包括将MBR反应池的截留液放入污泥浓缩池内进行浓缩，再将浓缩后所得污泥通过螺杆栗输送至板式压滤机进行压滤，最终将滤饼放入离心机内进行离心脱水，得到固体有机肥料(干燥滤饼)和企标冲施肥的主要原料(脱出沼液)。
[0027]本发明具有的优点和积极效果是:
[0028]本发明通过沼气服务站对户用沼气池的抽投料服务，将收集的沼液进行再次发酵，实现料液的完全腐熟，完全腐熟的料液再经过MBR，浓缩及污泥脱水，最终，将沼渣、沼液加工成企标冲施肥、企标滴灌肥、国标滴灌肥、叶面肥和固体有机肥的主要原料。实现沼渣、沼液的零排放，全部转化为产品。同时，有效控制了这些原料中的重金属。
[0029]经过二次发酵后可使沼液的⑶D和悬浮物浓度得到大幅降低，提高了沼液中小分子有机物和无机物，有利于沼液的过滤及浓缩，并提高了滤液中和浓缩液中有利于作物吸收的养分，进而有利于农业的生产利用。
[0030]通过二次发酵和MBR反应过程，极大限度的降低了沼气中的H2S和部分⑶2，简化了沼气后处理程序并提高了沼气的燃值，有利于沼气的后期利用。本发明可以减少设备投资费用、降低设备占地面积以及增加设备利用率。在浓缩沼液过程中温度要求低，因而具有节能环保的作用。
[0031]总之，本发明设计合理，使用方便，应用广泛，效果非常显著;是一种能够大大降低曝气池进水的氨氮浓度，提高曝气池硝化菌群数量，有效降低能源消耗的消化液深度处理系统。
[0032]除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征所带来的优点，将在下文中作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0033]图1是本发明对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统示意图。
[0034]图中:1、收集调节池;2、二次发酵池;3、储存调节池;4、MBR反应池;5、储液池;6、纳滤装置;7、清水池;8、多效蒸发器;9、污泥浓缩池；1、鼓风机；11、螺杆栗；12、板式压滤机；13、离心机；
[0035]1-1第一搅拌器;1-2第一污水栗；1-3投料口； 1-4第一逆止阀；
[0036]2-1内循环栗;2-2第二逆止阀；
[0037]3-1第二搅拌器;3-2第二污水栗;3-3第三逆止阀；
[0038]4-1曝气器;4-2幕帘式中空纤维膜；
[0039]5-1第三污水栗；5-2第四逆止阀；
[0040]6-1 纳滤膜；
[0041]8-1 蒸发罐。
【具体实施方式】
[0042]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例作详细说明如下:
[0043]如图1所示，本实施例提供一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统及方法，该系统包括收集调节池1、二次发酵池2、储存调节池3、MBR反应池4、储液池5、纳滤装置
6、清水池7、多效蒸发器8、污泥浓缩池9、鼓风机10、螺杆栗11、板式压滤机12、离心机13、两个搅拌器、3个污水栗等构成。该系统的具体结构以及对户用沼气池中的沼液进行深度处理的方法如下:所述户用沼气池中的沼液先进入收集调节池I，完成各户沼气池中沼液的混合调节，收集调节池I内设第一搅拌器1-1，收集调节池I上部设投料口 1-3，调节后的沼液利用第一污水栗1-2提入二次发酵池2进行再次发酵，第一污水栗1-2的出水端设有第一逆止阀1-4，二次发酵池2为两个沼气池串联构成，并设内循环栗2-1，内循环栗出水端设有第二逆止阀2-2，经二次发酵后的沼液自流入储存调节池3，储存调节池3内设有第二搅拌器3-1，沼液利用第二污水栗3-2从储存调节池提入MBR反应池4，第二污水栗3-2出水端设有第三逆止阀3-3，经幕帘式中空纤维膜4-2微滤出的液体汇入储液池5，MBR反应池4底部设有曝气器4-I，曝气器4-1与鼓风机10相连;储液池5内的沼液可作为企标滴灌肥的主要原料，储液池5内的沼液经第三污水栗5-1提入纳滤装置6，第三污水栗5-1出水端设第四逆止阀5-2;纳滤装置6浓缩后的浓缩液可作为国标滴灌肥的主要原料，纳滤装置6浓缩后的产出水自流入清水池7可用于消防、绿化、景观，纳滤装置6主要由纳滤膜6-1构成，纳滤浓缩液再经过多效蒸发器8进一步浓缩后，浓缩液可直接作为叶面肥，多效蒸发器8主要由蒸发罐8-1构成。被MBR反应池4内的幕帘式中空纤维膜4-2截留的高悬浮沼液进入污泥浓缩池9，浓缩后的污泥经螺杆栗11挤压再依次进入板式压滤机12、离心机13，脱出的沼液可作为企标冲施肥的主要原料，污泥制成固体有机肥料。
[0044]所述沼气池内壁与沼液接触部分做防水、防腐，外侧壁做保温;所有设备与沼液接触部分均为防腐材质制成，如304、316不锈钢材质或其它防腐材质。
[0045]所述MBR反应池4内的幕帘式中空纤维膜4_2孔径为0.1-0.2μπι;纳滤装置6内纳滤膜6-1孔径精度为200-300Dal;板式压滤机12滤布100-200目；离心机13滤布400-600目。
[0046]所述收集调节池1、储存调节池3和储液池5对系统中的物料起调节作用，满足二次发酵池2、MBR反应池4、纳滤装置6、多效蒸发器8的连续生产需求，同时也调节了生产原料的均一度。
[0047]系统设计及工作原理:例如，华北地区户用沼气池每年抽投料数量为10m3，每个沼气服务站服务沼气池1000座，每年收集1000m3沼渣、沼液混合物。设计沼液深度处理系统日处理能力30m3，则各功能区设计如下:收集调节池100m3、二次发酵池1000m3、储存调节池3000m3、MBR反应池2m3/h、储液池10m3、纳滤装置5m3/h、清水池600m3、多效蒸发器3m3/h、污泥浓缩池60m3。户用沼气池中的沼渣、沼液经沼气服务站抽投料车吸出后，先从投料口进入收集调节池，经搅拌器混合调节后利用污水栗波段式提入二次发酵池，沼渣、沼液在二次发酵池再次发酵30天，循环栗始终保持工作状态，再次发酵后的沼液自流入储存调节池，储存调节池内搅拌器定期工作，保证原料的均一度，储存调节池能够储存3-4个月沼液原料，保证系统正常运行，污水栗再将储存调节池内的沼液提入MBR反应池，MBR反应池底部设有曝气器与鼓风机相连，沼渣、沼液再经过好氧生化反应，经0.2μπι的幕帘式中空纤维膜滤出的液体汇入储液池，此液体可作为加工企标滴灌肥的主要原料，此液体再经过纳滤装置中的纳滤膜过滤后，被浓缩的液体可作为国标滴灌肥的主要原料，纳滤装置产出水自流入清水池可用于消防、绿化、景观，纳滤装置产生的浓缩液再经过多效蒸发器进一步浓缩后，此缩液可直接作为叶面肥。被幕帘式中空纤维膜截留的高悬浮沼渣、沼液排入污泥浓缩池，浓缩后的污泥再依次进入板式压滤机和离心机，脱出的沼液可作为企标冲施肥的主要原料，污泥制成固体有机肥料。
[0048]上述实施例是本发明一个较佳实施例，本领域技术人员应当知道，在不需要连续化生产、且对原料均一度以及产品质量要求较低时，以上实施例的系统中去掉收集调节池
1、储存调节池3和储液池5，方法中也去掉相应步骤，也可以在一定程度上实现对户用沼气池中沼液进行深度处理使之转化为产品，因此可以作为本发明另一个实施例，只是转化率较上述较佳实施例低，难以连续生产，效率较上述较佳实施例低。
[0049]上述参照实施例对户用沼气池沼液进行深度处理系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统，其特征在于:包括二次发酵装置、MBR反应池、浓缩装置和污泥处理装置;所述MBR反应池进料口与所述二次发酵装置相连，用于将二次发酵后的沼液进行膜分离与生物处理;所述浓缩装置进料口与所述MBR反应池的透过液出口相连，用于将MBR反应池透过液制成国标滴灌肥的主要原料或叶面肥;所述污泥处理装置进料口与所述MBR反应池截留液出口相连，用于将MBR反应池截留液制备成固体有机肥料。2.根据权利要求1所述的对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统，其特征在于:所述污泥处理装置包括污泥浓缩池、板式压滤机和离心机。3.根据权利要求2所述的对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统，其特征在于:所述污泥浓缩池与所述板式压滤机之间设有螺杆栗，用于将浓缩后的污泥输送至所述板式压滤机。4.根据权利要求1所述的对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统，其特征在于:所述二次发酵装置包括两个串联的沼气池;两个所述沼气池间设有内循环栗使得沼液在两个所述沼气池间循环。5.根据权利要求1所述的对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统，其特征在于:所述MBR反应池底部设有曝气器。6.根据权利要求1所述的对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统，其特征在于:所述浓缩装置包括纳滤装置和多效蒸发器。7.根据权利要求1-6任一项所述的对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统，其特征在于:所述二次发酵装置前设有收集调节池;所述二次发酵装置与所述MBR反应池之间设有储存调节池;所述MBR反应池与所述浓缩装置之间设有储液池。8.根据权利要求7所述的对户用沼气池中的沼液进行深度处理的系统，其特征在于:所述收集调节池和所述储存调节池内均设有搅拌器。9.一种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的方法，其特征在于:包括以下步骤: 二次发酵:将沼液置于二次发酵装置中进行二次发酵，使之完全腐熟，降低沼液中COD和悬浮物浓度，提高小分子有机物和无机物数量； MBR反应:将二次发酵后的沼液放入MBR反应池内进行膜分离与生物处理； 浓缩:将MBR反应池的透过液放入浓缩装置内进行浓缩，得到国标滴灌肥的主要原料或叶面肥； 污泥处理:将MBR反应池的截留液在污泥处理装置中进行污泥处理，得到固体有机肥料。10.—种对户用沼气池中的沼液进行深度处理的方法，其特征在于:包括以下步骤: 收集调节:将各户用沼气池中的沼液投入到收集调节池，搅拌混合均匀； 二次发酵:将收集调节完成后的沼液置于二次发酵装置中进行二次发酵，使之完全腐熟，降低沼液中COD和悬浮物浓度，提高小分子有机物和无机物数量； 储存调节:将二次发酵后的沼液放入储存调节池，搅拌混合均匀； MBR反应:将二次发酵后的沼液放入MBR反应池内进行膜分离与生物处理； 浓缩:将MBR反应池的透过液放入浓缩装置内进行浓缩，得到国标滴灌肥的主要原料或叶面肥； 污泥处理:将MBR反应池的截留液在污泥处理装置中进行污泥处理，得到固体有机肥料。11.根据权利要求9或10所述的沼液深度处理方法，其特征在于:所述浓缩步骤具体包括将MBR反应池的透过液放入纳滤装置内进行纳滤，得到可以作为国标滴灌肥主要原料的纳滤截留液，或者将纳滤截留液放入多效蒸发器内进行多效蒸发，得到叶面肥。12.根据权利要求9或10所述的沼液深度处理方法，其特征在于:所述污泥处理步骤具体包括将MBR反应池的截留液放入污泥浓缩池内进行浓缩，再将浓缩后所得污泥通过螺杆栗输送至板式压滤机进行压滤，最终将滤饼放入离心机内进行离心脱水，得到固体有机肥料和企标冲施肥的主要原料。
【文档编号】C05F7/00GK106007255SQ201610608253
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】刘波
【申请人】北京天极视讯科技发展有限公司