真空栗9和冷凝器11，沼液濃縮相通過(guò)三通閥8的第三接口由第二濃縮沼液入口 10.1進(jìn)入洗滌凈化塔10，沼液濃縮相在洗滌凈化塔10中與沼氣中剩下的CO2反應(yīng)，沼液濃縮相吸收從脫硫脫碳凈化塔15的沼氣中帶出的氨氣，達(dá)到沼氣凈化的目的；
[0055]步驟7:吸收了 0)2和氨氣后的沼液濃縮相由富CO 2沼液入口 17.1進(jìn)入沼液富液儲(chǔ)液罐17，得到沼液富液。
[0056]上述技術(shù)方案中，沼氣通過(guò)步驟5和步驟6中可以脫除全部的H2S、氨氣和部分的CO2，達(dá)到沼氣凈化的目的。
[0057]上述技術(shù)方案的步驟7中，所得到的沼液富液實(shí)際上是優(yōu)質(zhì)的液態(tài)肥，適用于農(nóng)業(yè)施用。
[0058]說(shuō)明書(shū)未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)，其特征在于:包括沼液混合攪拌罐(I)、離心栗⑵、保安過(guò)濾器(3)、細(xì)濾沼液存儲(chǔ)罐⑷、細(xì)濾沼液栗(5)、加熱器(6)、中空纖維膜接觸器(7)、真空栗(9)、洗滌凈化塔(10)、冷凝器(11)、氨水存放罐(13)、氨水栗(14)、氨水富液存放罐(15)、脫硫脫碳塔(16)、沼液富液儲(chǔ)液罐(17)，它還包括三通閥(8)、第一閥門(mén)(12.1)、第二閥門(mén)(12.2)，其中，所述沼液混合攪拌罐(I)設(shè)有沼液進(jìn)口(1.1)、草木灰進(jìn)口(1.2)，所述離心栗(2)的輸入端連接沼液混合攪拌罐(I)的粗濾沼液出口(1.3)，所述離心栗(2)的輸出端通過(guò)保安過(guò)濾器(3)連接細(xì)濾沼液存儲(chǔ)罐(4)的細(xì)濾沼液入口(4.1)，所述細(xì)濾沼液存儲(chǔ)罐(4)的細(xì)濾沼液出口(4.2)通過(guò)細(xì)濾沼液栗(5)連接加熱器(6)的低溫流體入口(6.1)，所述加熱器(6)的高溫流體出口(6.2)連接中空纖維膜接觸器(7)的熱沼液入口(7.1)，所述中空纖維膜接觸器(7)的濃縮沼液出口(7.3)連接三通閥(8)的第一接口，所述三通閥(8)的第二接口連接細(xì)濾沼液存儲(chǔ)罐(4)的第一濃縮沼液入口(4.3)，所述三通閥(8)的第三接口連接洗滌凈化塔(10)的第二濃縮沼液入口(10.1)，所述洗滌凈化塔(10)的富0)2沼液出口(10.2)連接沼液富液儲(chǔ)液罐(17)的富CO 2沼液入口(17.1)，所述中空纖維膜接觸器(7)的濃縮稀相出口(7.2)通過(guò)真空栗(9)連接冷凝器(11)的輸入端，所述冷凝器(11)的排放水出口(11.2)連接第二閥門(mén)(12.2)，所述冷凝器(11)的氨水出口(11.1)通過(guò)第一閥門(mén)(12.1)連接氨水存放罐(13)的輸入端，所述氨水存放罐(13)的輸出端通過(guò)氨水栗(14)連接脫硫脫碳塔(15)的氨水入口(15.3)，所述脫硫脫碳塔(15)的氨水富液出口(15.4)連接氨水富液存放罐(16); 所述脫硫脫碳塔(15)還設(shè)有第一沼氣入口(15.1)和第一沼氣出口(15.2)，所述洗滌凈化塔(10)還設(shè)有第二沼氣入口(10.3)和第二沼氣出口(10.4)，所述脫硫脫碳塔(15)的第一沼氣出口(15.2)連接洗滌凈化塔(10)的第二沼氣入口(10.3); 所述沼液富液儲(chǔ)液罐(17)還設(shè)有富CO2沼液出口(17.2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述沼液混合攪拌罐(I)還設(shè)有PH傳感器(20)，所述加熱器(6)與中空纖維膜接觸器(7)的熱沼液入口(7.1)之間的管路內(nèi)設(shè)有溫度計(jì)(18)和第一壓力表(19.1)，所述中空纖維膜接觸器(7)的濃縮稀相出口(7.2)與真空栗(9)之間的管路內(nèi)設(shè)有第二壓力表(19.2)，所述冷凝器(11)的氨水出口(11.1)與氨水存放罐(13)之間的管路內(nèi)設(shè)有氨水濃度傳感器(21)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述沼液混合攪拌罐(I)底端還設(shè)有用于排放草木灰和沼渣的沉淀物出口(1.4)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述沼液混合攪拌罐(I)內(nèi)設(shè)有用于物料混合及沉淀的攪拌器和固液分離裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述離心栗(2)采用具有忍受懸浮物特性的離心栗。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述保安過(guò)濾器(3)內(nèi)設(shè)有微孔過(guò)濾膜，所述微孔過(guò)濾膜的孔徑為10?50um。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述加熱器(6)內(nèi)設(shè)有加熱管，所述加熱管的熱源采用太陽(yáng)能或廢熱能源。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述中空纖維膜接觸器(7)和脫硫脫碳塔(15)內(nèi)部為疏水性中空纖維膜，所述疏水性中空纖維膜僅允許氣體自由通過(guò)，液體不能滲透通過(guò)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述的真空栗(9)、冷凝器(11)、脫硫脫碳塔(15)、氨水栗(14)、氨水存放罐(13)、氨水富液存放罐(16)均采用耐堿材料制成。10.一種利用權(quán)利要求1所述沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)進(jìn)行凈化的方法，其特征在于，它包括如下步驟: 步驟1:在沼液混合攪拌罐(I)中同時(shí)添加原沼液和草木灰，草木灰的添加量占添加的原沼液和草木灰總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%?20%，混合攪拌I?2h后沉淀24?48h，使混合液中的沼渣和未溶解的草木灰沉淀完全，并調(diào)節(jié)沼液的PH值至10.5?11.5，得到粗濾沼液； 步驟2:用離心栗(2)抽取沼液混合攪拌罐(I)中的粗濾沼液，并由粗濾沼液出口(1.3)進(jìn)入保安過(guò)濾器(3)，經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器(3)過(guò)濾后得到細(xì)濾沼液，細(xì)濾沼液再由細(xì)濾沼液入口(4.1)進(jìn)入細(xì)濾沼液儲(chǔ)存罐(4)，將沼液混合攪拌罐(I)中的沉淀物質(zhì)由沉淀物出口(1.4)排出； 步驟3:開(kāi)啟真空栗(9)和冷凝器(11)，使中空纖維膜接觸器(7)的殼程絕對(duì)壓力保持在2?5kPa，冷凝器(11)的溫度為-4?_6°C，用細(xì)濾沼液栗(5)將細(xì)濾沼液由細(xì)濾沼液出口(4.2)抽入加熱器(6)中，在加熱器(6)中加熱到50?55°C后由熱沼液入口 (7.1)進(jìn)入中空纖維膜接觸器(7)，加熱后沼液中的氨水先擴(kuò)散到中空纖維膜接觸器(7)的氣相中，該氣相再被真空栗(9)抽到冷凝器(11)中冷凝下來(lái)，同時(shí)關(guān)閉排放水出口(11.2)，開(kāi)啟氨水出口(11.1)及第一閥門(mén)(12.1)，冷凝回收的氨水進(jìn)入氨水存放罐(13);去除氨水的沼液在中空纖維膜接觸器(7)中得到濃縮而轉(zhuǎn)變成沼液濃縮相，沼液濃縮相再經(jīng)過(guò)三通閥(8)的第二接口由第一濃縮沼液入口(4.3)流回細(xì)濾沼液存儲(chǔ)罐(4); 步驟4:通過(guò)氨水濃度傳感器(21)檢測(cè)氨水出口(11.1)流出的氨水的濃度，低于設(shè)定值后關(guān)閉氨水出口(11.1)和第一閥門(mén)(12.1)，開(kāi)啟排放水出口(11.2)和第二閥門(mén)(12.2)，由排放水出口(11.2)直接排出可達(dá)標(biāo)排放的水，并繼續(xù)濃縮沼液直到細(xì)濾沼液存儲(chǔ)罐(4)中的沼液為細(xì)濾沼液初始體積的三分之一； 步驟5:開(kāi)啟氨水栗(14)，從氨水存放罐(13)中抽取氨水由氨水進(jìn)口(15.3)進(jìn)入脫硫脫碳塔(15)的頂部，從脫硫脫碳塔(15)頂部噴淋氨水，并與由脫硫脫碳塔(15)底部的第一沼氣入口(15.1)進(jìn)入塔內(nèi)的沼氣逆向接觸反應(yīng)，從而脫除沼氣中全部的硫化氫和部分的C02，該部分的CO2為上述沼氣中CO 2總體積分?jǐn)?shù)的2 %?5 %，吸收硫化氫和CO 2酸性氣體后生成的氨水富液由氨水富液出口(15.4)進(jìn)入氨水富液存放罐(16)，經(jīng)過(guò)脫硫脫碳的沼氣由脫硫脫碳塔(15)頂部的第一沼氣出口(15.2)排出后，經(jīng)過(guò)第二沼氣入口(10.3)進(jìn)入洗滌凈化塔(10); 步驟6:當(dāng)細(xì)濾沼液存儲(chǔ)罐(4)中的沼液為細(xì)濾沼液體積的三分之一時(shí)，關(guān)閉加熱器(6)、真空栗(9)和冷凝器(11)，沼液濃縮相通過(guò)三通閥⑶的第三接口由第二濃縮沼液入口(10.1)進(jìn)入洗滌凈化塔(10)，沼液濃縮相在洗滌凈化塔(10)中與沼氣中剩下的0)2反應(yīng)，沼液濃縮相吸收從脫硫脫碳凈化塔(15)的沼氣中帶出的氨氣； 步驟7:吸收了 C02和氨氣后的沼液濃縮相由富0)2沼液入口(17.1)進(jìn)入沼液富液儲(chǔ)液罐(17)，得到沼液富液。
【專利摘要】本發(fā)明所公開(kāi)的沼液減量化處理和沼氣協(xié)同凈化系統(tǒng)及凈化方法，通過(guò)向沼液中添加草木灰，增強(qiáng)沼液的堿度、pH值，降低沼液COD和沼液懸浮物濃度，再通過(guò)膜減壓濃縮技術(shù)從沼液中回收氨和對(duì)沼液進(jìn)行濃縮，實(shí)現(xiàn)沼液中氨氮含量的控制和沼液減量化處理的目的。在沼液膜減壓濃縮過(guò)程中，還可以達(dá)到氨的富集，利用從沼液中富集的氨水對(duì)沼氣同時(shí)脫硫脫碳，達(dá)到對(duì)沼氣的初步凈化，再利用高pH值的濃縮沼液洗滌沼氣中夾帶的氨氣(NH3)和進(jìn)一步吸收沼氣CO2，使沼氣得到凈化并控制沼液中氮素含量。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)沼液的減量化處理、增加沼液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，保證氨氮含量在合理的利用區(qū)間，同時(shí)本發(fā)明依靠低品位能源，能夠降低成本。
【IPC分類(lèi)】B01D53/62, B01D53/52, C10L3/10, C02F9/10, B01D53/78, B01D53/58
【公開(kāi)號(hào)】CN105000739
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510407545
【發(fā)明人】晏水平, 賀清堯, 王文超, 張衍林, 艾平, 王媛媛, 袁巧霞
【申請(qǐng)人】華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日