一種沼液濃縮與產(chǎn)品水循環(huán)利用的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種沼液濃縮與產(chǎn)品水循環(huán)利用的方法及裝置，屬于農(nóng)業(yè)領域廢棄物 資源化循環(huán)利用領域。
【背景技術】
[0002] 隨著我國畜牧業(yè)規(guī)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(huán)境，危害人體健康。近年來，采用厭氧發(fā)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(huán)境，但是在生產(chǎn)沼氣過程中隨之產(chǎn)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(zhì)、腐殖酸、氮、磷、鉀、微量元素等營 養(yǎng)成份及氨基酸、維生素、酶等生命活性物質(zhì)，可作為優(yōu)質(zhì)高效的有機肥料。然而，沼液的養(yǎng) 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(guī)營養(yǎng)成分分子質(zhì)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。
[0003] 目前，沼液處理濃縮流程：沼液經(jīng)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(zhì)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(fā)展。因此，開發(fā)智能、高效的沼液濃縮、 產(chǎn)品水與膜清洗模塊中清洗后廢液循環(huán)利用的方法及裝置顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種沼液濃縮、產(chǎn)品水與膜清洗模塊中清洗廢液循環(huán)利用的 方法及裝置，這種方法與裝置解決現(xiàn)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。
[0005] 本發(fā)明的一種沼液濃縮與產(chǎn)品水循環(huán)利用的方法，具體過程如下：
[0006] 一、沼液預處理過程：沼液儲存罐中的沼液經(jīng)栗輸送到5mm篩網(wǎng)過濾器內(nèi)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(jīng)栗輸送至多介質(zhì)過濾器一或多介質(zhì)過濾器二，然后秸桿過濾器一或秸桿過濾器二中， 得到預處理沼液；
[0007] 二、中空纖維超濾膜處理過程：將步驟一經(jīng)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〇. 003 y m~0. 01 μ m ;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(nèi)，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(huán)處理，另一部分經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)品水出口輸送 至產(chǎn)品水池中，收集經(jīng)消毒處理后，進行排放或循環(huán)利用；
[0008] 三、中空纖維超濾膜清洗過程：將步驟二經(jīng)收集的產(chǎn)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(zhì)量濃度為〇. 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；
[0009] 清洗過程為：
[0010] (1)首先進行浸泡清洗：
[0011] 對中空纖維超濾膜一浸泡清洗：
[0012] 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(jīng)栗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(huán)利用箱，再用步驟二收集的產(chǎn)品水沖洗干凈；
[0013] 或者對中空纖維超濾膜二浸泡清洗：
[0014] 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(jīng)栗注入到中 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(huán)利用箱，再用步驟二收集的產(chǎn)品水沖洗干凈；
[0015] (2)其次，進行循環(huán)清洗：
[0016] 對中空纖維超濾膜一循環(huán)清洗：
[0017] 先將電磁閥門六和電磁閥門二十二關閉，再關閉排出閥二排出閥三排出閥八將中 空纖維超濾膜二的入口電磁閥門八，將然后將化學清洗液經(jīng)栗注入到中空纖維超濾膜一 中，調(diào)節(jié)中空纖維超濾膜一的壓力穩(wěn)定至0. 1~0. 25Mpa，清洗后的藥劑經(jīng)排出閥七和排出 閥六排放到藥劑循環(huán)利用箱，每次循環(huán)清洗10~40分鐘；其中，化學清洗液的注入順序為： 產(chǎn)品水-檸檬酸清洗液-產(chǎn)品水-NaOH清洗液-產(chǎn)品水-NaClO溶液-產(chǎn)品水；所述的產(chǎn)品 水為步驟二收集的產(chǎn)品水；
[0018] 或者對中空纖維超濾膜二循環(huán)清洗：
[0019] 先將電磁閥門六和電磁閥門二十二關閉，再關閉中空纖維超濾膜一入口電磁閥門 七、排出閥七和排出閥八，打中空纖維超濾膜二的入口電磁閥門八及排出閥六，關閉排出閥 四和排出閥五；將化學清洗液經(jīng)栗注入到中空纖維超濾膜二中，調(diào)節(jié)中空纖維超濾膜的壓 力穩(wěn)定至0. 1~0. 25Mpa，清洗后的藥劑經(jīng)排出閥六進入到藥劑循環(huán)利用箱，每次循環(huán)清洗 10~40分鐘；其中，化學清洗液的注入順序為：產(chǎn)品水-檸檬酸清洗液-產(chǎn)品水-NaOH清 洗液-產(chǎn)品水-NaClO溶液-產(chǎn)品水；所述的產(chǎn)品水為步驟二收集的產(chǎn)品水；
[0020] (3)最后進行超濾膜反清洗：
[0021] 對中空纖維超濾膜一反清洗：
[0022] 關閉電磁閥門六、電磁閥門七、電磁閥門八和電磁閥門二十二，同時打開排放閥二 和排放閥三；并關閉排放閥四、排放閥五和排放閥八，同時打開排放閥門七和排放閥門六， 然后將化學清洗液經(jīng)栗注入到中空纖維超濾膜一，調(diào)節(jié)中空纖維超濾膜一的壓力穩(wěn)定至 0. 1~0. 25Mpa，清洗后的藥劑經(jīng)排放閥門七和排放閥門六，排放到藥劑循環(huán)利用箱，每次 反清洗10~40分鐘；即完成所述的中空纖維超濾膜清洗；其中，化學清洗液的注入順序 為：產(chǎn)品水-檸檬酸清洗液-產(chǎn)品水-NaOH清洗液-產(chǎn)品水-NaClO溶液-產(chǎn)品水；所述的 產(chǎn)品水為步驟二收集的產(chǎn)品水；
[0023] 或者對中空纖維超濾膜二反清洗：
[0024] 關閉電磁閥門六、電磁閥門七、電磁閥門八和電磁閥門二十二，同時打開排放閥 四、排放閥五和排放閥門六，并關閉排放閥二、排放閥三和排放閥門七，將化學清洗液經(jīng)栗 注入到兩個中空纖維超濾膜，調(diào)節(jié)中空纖維超濾膜二的壓力均穩(wěn)定至〇. 1~〇. 25Mpa，清 洗后的藥劑經(jīng)排放閥門六，排放到藥劑循環(huán)利用箱，每次反清洗10~40分鐘；即完成所述 的中空纖維超濾膜清洗；其中，化學清洗液的注入順序為：產(chǎn)品水-檸檬酸清洗液-產(chǎn)品 水-NaOH清洗液-廣品水-NaClO溶液-廣品水；所述的廣品水為步驟二收集的廣品水；
[0025] 其中，步驟三種所述的化學清洗液配制是通過清洗加藥箱配制完成的。
[0026] 結合圖1對本發(fā)明的沼液濃縮與產(chǎn)品水循環(huán)利用方法進行概述說明如下：
[0027] 本發(fā)明的一種沼液濃縮與產(chǎn)品水循環(huán)利用的方法，該方法包括沼液預處理過程、 中空纖維超濾膜處理過程和中空纖維超濾膜膜的清洗過程，具體過程如下：
[0028] 一、沼液預處理過程：沼液儲存罐中的沼液經(jīng)栗輸送到篩網(wǎng)過濾器內(nèi)進行粗過濾， 去除沼液中的大顆粒固體及部分沼渣等。粗過濾后的沼液進入臥式離心機中離心，得到固 體部分沼渣與液體部分。液體部分經(jīng)栗輸送至多介質(zhì)過濾器及秸桿過濾器，得到預處理沼 液；
[0029] 上述處理過程中粗過濾及離心得到的固體（即細小沼渣及雜質(zhì)）經(jīng)收集后，經(jīng)過 經(jīng)過一定的配比可作為復合肥料原料使用；
[0030] 所述的處理過程中秸桿過濾器中的濾料為平均粒徑為1 一2mm秸桿，用0. 2mol/ L一2mol/L的堿液浸泡24-48h后清洗到中性，烘干后壓實裝填即可；
[0031] 所述的處理過程中多介質(zhì)過濾器下層為粒徑3-5mm的輕質(zhì)無煙煤濾料，中層為 0. 4-0. 45mm粒徑石英砂濾料，上層為0. 2-0. 4mm粒徑核桃殼濾料；
[0032] 所述的處理過程中秸桿過濾器中的濾料在過濾結束不需要沖洗，可直接作為發(fā)酵 原料投入到厭氧發(fā)酵罐中；
[0033] 二、超濾膜處理過程：將步驟一經(jīng)預處理過程得到的沼液進行超濾膜濃縮處理，通 過超濾膜處理后的濃縮液輸送至濃縮液儲罐，濃縮液部分回流進入超濾膜循環(huán)處理，一部 分經(jīng)適當?shù)恼{(diào)配作為液體肥料使用；產(chǎn)品水（即透過液）經(jīng)收集消毒處理后排放或循環(huán)利 用。
[0034] 所述的處理過程中濃縮處理采用中空纖維超濾膜，所述的中空纖維超濾膜組件的 膜平均孔徑為0.003 μ m- 0.01 μ m，pH適用范圍為1~13 ;溫度適用范圍為5°C -45°c ;
[0035] 三、中空纖維超濾膜清洗過程：將步驟二經(jīng)收集的產(chǎn)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(zhì)量濃度為〇. 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：
[0036] 首先進行浸泡清洗：將檸檬酸清洗液注入超濾膜后將進水閥、排放閥和調(diào)節(jié)閥全 部關閉，對超濾膜密封浸泡0. 5~2小時后再用產(chǎn)品水沖洗干凈。將NaOH清洗液注入超濾 膜后將進水閥、排放閥和調(diào)節(jié)閥全部關閉，對超濾膜密封浸泡0. 5~2小時后再用產(chǎn)品水沖 洗干凈。將NaClO清洗液注入超濾膜后將進水閥、排放閥和調(diào)節(jié)閥全部關閉，對超濾膜密封 浸泡0. 5~2小時后再用產(chǎn)品水沖洗干凈。
[0037] 其次進行循環(huán)清洗：將配置好的三種化學清洗液，先后經(jīng)栗從超濾膜的進水閥處 注入，產(chǎn)水閥關閉，調(diào)節(jié)排放閥將壓力穩(wěn)定在0. 1~0. 25Mpa，每次清洗需10~40分鐘，將 超濾膜內(nèi)的洗液沖洗干凈。上述處理過程中化學清洗劑的清洗順序為：產(chǎn)品水一檸檬酸清 洗液一產(chǎn)品水一NaOH清洗液一產(chǎn)品水一NaClO溶液一產(chǎn)品水，所述的產(chǎn)品水為步驟二收集 的廣品水；
[0038] 最后進行超濾膜的反清洗：先后將三種不同的清洗液經(jīng)栗從超濾膜的出水閥處注 入，調(diào)節(jié)出水閥將壓力穩(wěn)定在0. 1~0. 25Mpa，每次清洗需10~40分鐘，將超濾膜內(nèi)的洗 液沖洗干凈。上述反清洗過程中化學清洗劑的清洗順序為：產(chǎn)品水一檸檬酸清洗液一產(chǎn)品 水一NaOH清洗液一產(chǎn)品水一NaClO溶液一產(chǎn)品水。
[0039] 所述的中空纖維超濾膜清洗后的三種不同的化學清洗液回收并檢測，pH值與原始 配制的三種不同清洗液的PH值分別比較，pH值差值小于1，進行2次利用，pH值差值大于 1，將其經(jīng)栗注入到兩個多介質(zhì)過濾器中，對兩個多介質(zhì)過濾器進行化學清洗，充分利用了 化學清洗劑與產(chǎn)品水，清洗液的利用率提高，避免藥劑浪費。
[0040] 本發(fā)明還提供一種沼液濃縮與產(chǎn)品水循環(huán)利用的裝置，它包括沼液預處理單元、 沼液超濾膜處理單元和膜清洗結構單元；
[0041] 所述的沼液預處理