[發明專利]一種沼液濃縮與產品水循環利用的方法及裝置

在審

• 申請號: 201510811424.0
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105384271A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 劉偉;陸佳;王欣;徐曉秋;周闖;潘良;楊光;蘇小紅;郭廣亮
• 申請（專利權）人: 黑龍江省能源環境研究院
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;B01D65/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種沼液濃縮與產品水循環利用的方法及裝置，屬于農業領域廢棄物資源化循環利用領域。

背景技術

隨著我國畜牧業規模化、集約化程度的提高，畜禽糞污的總排放量也隨之逐年遞增，嚴重影響居民的居住環境，危害人體健康。近年來，采用厭氧發酵技術來控制畜禽糞污的沼氣工受到了人們的廣泛關注。雖然紹氣是一種方便、清潔的能源，既可以緩解能源壓力，又能夠改善環境，但是在生產沼氣過程中隨之產生大量的沼渣、沼液，沼液中氮、磷、COD、BOD和SS等有機污染含量依然很高，無法滿足直接排放的要求，而且沼液利用率不足30％，沼液去向成為了新的難題。沼液含有豐富的有機質、腐殖酸、氮、磷、鉀、微量元素等營養成份及氨基酸、維生素、酶等生命活性物質，可作為優質高效的有機肥料。然而，沼液的養分含量太低，95％以上是水分，導致包裝和運輸成本高，不適宜于商品化要求。由于沼液中的常規營養成分分子質量較大，所以采用超濾膜對沼液濃縮是目前研究比較集中的方向。

目前，沼液處理濃縮流程：沼液經過沉淀、過濾等單元操作后采用超濾膜濃縮處理。存在的問題是：(1)對沼液利用不夠完全；(2)預處理過程做的不夠完善，細致，致使膜污染嚴重，成本比較高；(3)預處理過濾介質清洗需要大量的水，并且過濾材料單一；(4)膜的清洗模塊復雜，化學清洗后的液體利用不充分，造成藥劑浪費。這些均影響沼液濃縮的效果，增加了處理成本，制約了膜處理沼液的工程化發展。因此，開發智能、高效的沼液濃縮、產品水與膜清洗模塊中清洗后廢液循環利用的方法及裝置顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種沼液濃縮、產品水與膜清洗模塊中清洗廢液循環利用的方法及裝置，這種方法與裝置解決現有超濾膜處理過程成本高、膜污染嚴重，清洗廢液利用不完全的問題。

本發明的一種沼液濃縮與產品水循環利用的方法，具體過程如下：

一、沼液預處理過程：沼液儲存罐中的沼液經泵輸送到5mm篩網過濾器內進行粗過濾；粗過濾后的沼液進入臥式離心機中離心，得到沼渣的固體部分與液體部分；液體部分經泵輸送至多介質過濾器一或多介質過濾器二，然后秸稈過濾器一或秸稈過濾器二中，得到預處理沼液；

二、中空纖維超濾膜處理過程：將步驟一經預處理得到的沼液導入至中空纖維超濾膜一或中空纖維超濾膜二中進行濃縮處理，其中，兩個中空纖維超濾膜一或中空纖維超濾膜二的膜組件的膜平均孔徑均為0.003μm～0.01μm；通過中空纖維超濾膜一或中空纖維超濾膜二處理后的濃縮液輸送至濃縮液儲罐內，濃縮液部分回流進入中空纖維超濾膜一或中空纖維超濾膜二循環處理，另一部分經電磁閥門二十一排除后，收集作為液體肥料；其中，中空纖維超濾膜一或中空纖維超濾膜二的產品水通過設置在與中空纖維超濾膜一側面的排出閥二、排出閥三或中空纖維超濾膜二側面的排出閥四、排出閥五的產品水出口輸送至產品水池中，收集經消毒處理后，進行排放或循環利用；

三、中空纖維超濾膜清洗過程：將步驟二經收集的產品水配制三種不同的化學清洗液，三種不同的化學清洗液分別為質量濃度為0.5％～0.8％檸檬酸清洗液，控制其pH為2～4；200mg/L～500mg/L的NaOH清洗液，控制其pH為10～12；200mg/L～300mg/L的NaClO清洗液；

清洗過程為：

(1)首先進行浸泡清洗：

對中空纖維超濾膜一浸泡清洗：

先將電磁閥門六和電磁閥門二十二關閉，以及中空纖維超濾膜二入口電磁閥八關閉，然后依次將檸檬酸清洗液、NaOH清洗液和NaClO清洗液經泵注入到中空纖維超濾膜一中，再將電磁閥門七、排放閥二、排放閥三、排放閥七和排放閥八全部關閉，對中空纖維超濾膜一密封浸泡0.5～2小時后，打開排放閥門七、排放閥門六和電磁閥門七，將清洗后的液體排出到藥劑循環利用箱，再用步驟二收集的產品水沖洗干凈；

或者對中空纖維超濾膜二浸泡清洗：

先將電磁閥門六和電磁閥門二十二關閉，以及中空纖維超濾膜一入口電磁閥七和出口排放閥七關閉，然后依次將檸檬酸清洗液、NaOH清洗液和NaClO清洗液經泵注入到中空纖維超濾膜，將電磁閥門八、排放閥四、排放閥五和排放閥六全部關閉，對中空纖維超濾膜密封浸泡0.5～2小時后，再打開排出閥門六和電磁閥門八，將清洗后的液體排出到藥劑循環利用箱，再用步驟二收集的產品水沖洗干凈；

(2)其次，進行循環清洗：

對中空纖維超濾膜一循環清洗：