一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置，包括脱氨厌氧消化罐和氨吸收‑循环系统，所述氨吸收‑循环系统包括依次循环连通的分离膜组件、酸吸收液存储瓶和蠕动泵，所述分离膜组件包括分离膜和设置在所述分离膜外部的膜保护层，所述分离膜组件设置在所述脱氨厌氧消化罐的内部；所述脱氨厌氧消化罐用于盛放厌氧消化料液。采用本发明专利技术提供的装置能够实现厌氧消化体系中氨氮的原位脱除，在进行厌氧消化的同时脱除氨氮，减轻氨氮抑制作用，并回收氨氮。

Device and method for removing ammonia nitrogen in anaerobic digestion system in situ

The present invention provides a device for in situ removal of ammonia nitrogen in an anaerobic digestion system, including an ammonia stripping anaerobic digestion tank and an ammonia absorption circulating system. The ammonia absorption circulating system includes a sequentially circulated separation membrane module, an acid absorption liquid storage bottle and a peristaltic pump. A membrane protection layer outside the membrane is separated, and the separation membrane assembly is arranged inside the anaerobically digested tank, and the ammonia stripping anaerobic digestion tank is used to hold the anaerobic digestion liquid. The device provided by the invention can remove ammonia nitrogen in the anaerobic digestion system, remove ammonia nitrogen, reduce the inhibitory effect of ammonia nitrogen and recover ammonia nitrogen in anaerobic digestion.

【技术实现步骤摘要】
一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置及方法
本专利技术涉及生物质能源回收
，特别涉及一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置及方法。
技术介绍
随着我国经济社会的高速发展，城镇化进程的加快，我国每年产生大量生物质垃圾如餐厨垃圾、市政污泥、畜禽粪便、农作物秸秆等。厌氧消化技术可以实现生物质垃圾的无害化处理与资源化利用，被认为是应用最广泛且最有前景的生物质垃圾处理技术。传统的厌氧消化技术可以实现有机物的降解并将C以CH4的形式作为能源回收，但是有机物中的N则会以氨氮的形式在反应器内积累并随沼液排出。在处理高含氮的生物质垃圾，如餐厨垃圾、畜禽粪便时，过量的氨氮会对产甲烷过程有较强的抑制作用，导致系统运行不稳定；同时，沼液高浓度氨氮、低碳氮比的特点也增加了其处理难度。现有技术中通常采用生物脱氨法、氨氮吹脱法或膜接触器回收法实现氨氮脱除，但是该三种方法都属于侧流氨氮脱除方法，无法直接降低厌氧反应器内氨氮浓度，进而解除氨氮对产甲烷菌的抑制作用；且工艺路线复杂，所需设备较多，投资成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置及方法，采用本专利技术提供的装置能够实现厌氧消化体系中氨氮的原位脱除，在进行厌氧消化的同时脱除氨氮，减轻氨氮抑制作用，并回收氨氮。本专利技术提供了一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置，包括脱氨厌氧消化罐和氨吸收-循环系统，所述氨吸收-循环系统包括依次循环连通的分离膜组件、酸吸收液存储瓶和蠕动泵，所述分离膜组件包括分离膜和设置在所述分离膜外部的膜保护层，所述分离膜组件设置在所述脱氨厌氧消化罐的内部；所述脱氨厌氧消化罐用于盛放厌氧消化料液。优选的，还包括原料贮存罐、湿式气体流量计和搅拌器，所述原料贮存罐的出料口与所述脱氨厌氧消化罐的进料口连通，所述湿式气体流量计的进气口与所述脱氨厌氧消化罐的出气口连通，所述搅拌器设置在所述脱氨厌氧消化罐的顶部。优选的，所述脱氨厌氧消化罐包括罐体和设置在所述罐体外部的保温层。优选的，所述罐体的顶部设置有上盖，所述上盖上设置有进料口和出气口；所述罐体的底部设置有出料口。优选的，所述罐体与所述上盖之间设置有隔垫。优选的，所述分离膜所用膜材料为疏水性材料。优选的，所述分离膜包括管式膜或中空纤维膜丝。优选的，所述膜保护层所用膜保护材料为滤布，所述滤布的目数为100～500目。优选的，所述分离膜的出料口与所述酸吸收液存储瓶的进料口之间连通设置有换热器。本专利技术提供了一种采用上述技术方案所述装置进行原位脱除厌氧消化体系中氨氮的方法，包括以下步骤：所述脱氨厌氧消化罐中盛有厌氧消化料液，启动所述蠕动泵，所述厌氧消化料液中的氨氮以气体形式通过分离膜，被所述分离膜中循环流动的酸吸收液吸收，实现厌氧消化体系中氨氮的原位脱除。本专利技术提供了一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置，包括脱氨厌氧消化罐和氨吸收-循环系统，所述氨吸收-循环系统包括依次循环连通的分离膜组件、酸吸收液存储瓶和蠕动泵，所述分离膜组件包括分离膜和设置在所述分离膜外部的膜保护层，所述分离膜组件设置在所述脱氨厌氧消化罐的内部；所述脱氨厌氧消化罐用于盛放厌氧消化料液。本专利技术提供的原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置结构简单、易操作、占地面积小，不需要侧流循环。采用本专利技术提供的装置能够实现厌氧消化体系中氨氮的原位脱除，在进行厌氧消化的同时脱除氨氮，减轻氨氮抑制作用，有效提高厌氧反应器处理负荷和产气效率，并回收氨氮，具有较好的经济利用前景。实施例的实验结果表明，与不采用本专利技术提供的装置进行厌氧消化相比，采用本专利技术提供的装置进行厌氧消化时，脱氨厌氧消化罐内氨氮浓度由3000～4000mg/L降低至l000～2000mg/L，有机负荷可以从3gVS/(d·L)提高至5gVS/(d·L)，容积产气率提高60％以上。附图说明图1为本专利技术提供的原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置的结构示意图；图中，1-原料贮存罐、2-罐体、3-循环水浴锅、4-保温层、5-搅拌器、6-湿式气体流量计、7-换热器、8-蠕动泵、9-酸吸收液存储瓶、10-天平、11-分离膜、12-膜保护层；图2为实验组和对照组中有机负荷变化图；图3为实验组和对照组中厌氧消化罐内氨氮浓度变化图；图4为实验组和对照组运行阶段中容积产气率变化图。具体实施方式本专利技术提供了一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置，包括脱氨厌氧消化罐和氨吸收-循环系统，所述氨吸收-循环系统包括依次循环连通的分离膜组件、酸吸收液存储瓶和蠕动泵，所述分离膜组件包括分离膜和设置在所述分离膜外部的膜保护层，所述分离膜组件设置在所述脱氨厌氧消化罐的内部；所述脱氨厌氧消化罐用于盛放厌氧消化料液。本专利技术提供的原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置包括脱氨厌氧消化罐。在本专利技术的实施例中，所述脱氨厌氧消化罐包括罐体2和设置在所述罐体外部的保温层4，如图1所示。在本专利技术中，所述罐体的材质优选为有机玻璃或不锈钢。在本专利技术中，所述保温层的保温方式优选为水浴保温或者电热保温；在本专利技术的实施例中，具体的，所述保温层为水浴保温层或电热套。当所述所述保温层为水浴保温层时，在本专利技术的实施例中，具体是通过循环水浴锅3对所述保温层进行水浴保温，如图1所示。在本专利技术的实施例中，所述罐体的顶部设置有上盖，使罐体形成密闭容器。在本专利技术的实施例中，所述上盖上设置有进料口和出气口，所述罐体的底部设置有出料口。在本专利技术的实施例中，待处理的有机固体废物物料从进料口进入罐体内，经过厌氧消化和原位脱除氨氮处理后，所得消化液从出料口排出。在本专利技术的实施例中，罐体与所述上盖之间设置有隔垫，以进一步保证罐体的气密性。本专利技术提供的原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置包括氨吸收-循环系统，如图1所示，所述氨吸收-循环系统包括依次循环连通的分离膜组件、酸吸收液存储瓶9和蠕动泵8，所述分离膜组件包括分离膜11和设置在所述分离膜外部的膜保护层12，所述分离膜组件设置在所述脱氨厌氧消化罐的内部。在本专利技术的实施例中，所述氨吸收-循环系统中分离膜组件、酸吸收液存储瓶和蠕动泵的循环连通关系具体是：所述分离膜的出料口与所述酸吸收液存储瓶的进料口连通，所述分离膜的进料口与所述蠕动泵的出料口连通，所述蠕动泵的进料口与所述酸吸收液存储瓶的出料口连通。在本专利技术中，所述分离膜所用膜材料优选为疏水性材料。本专利技术对于所述疏水性材料没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的疏水性材料即可，具体如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚丙烯(PP)。在本专利技术中，所述分离膜所用膜材料的孔径优选为0.02～0.4μm，更优选为0.1～0.3μm。在本专利技术中，所述分离膜优选包括管式膜或中空纤维膜丝。本专利技术对于所述管式膜或中空纤维膜丝没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的材质为疏水性材料的管式膜或中空纤维膜丝市售商品，或者以所述疏水性材料为原料，按照本领域技术人员熟知的方法制备得到的管式膜或中空纤维膜丝均可。在本专利技术中，所述膜保护层所用膜保护材料优选为滤布，所述滤布的目数优选为100～500目。本专利技术对于所述滤布的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的滤布即可，具体如织物滤布或尼龙滤布。在本专利技术中，所述膜保护层优选包括2～4层滤布。在本专利技术中，所述膜保护层能够减轻厌氧消化料液中大颗粒污染物和油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置，其特征在于，包括脱氨厌氧消化罐和氨吸收‑循环系统，所述氨吸收‑循环系统包括依次循环连通的分离膜组件、酸吸收液存储瓶和蠕动泵，所述分离膜组件包括分离膜和设置在所述分离膜外部的膜保护层，所述分离膜组件设置在所述脱氨厌氧消化罐的内部；所述脱氨厌氧消化罐用于盛放厌氧消化料液。

【技术特征摘要】
1.一种原位脱除厌氧消化体系中氨氮的装置，其特征在于，包括脱氨厌氧消化罐和氨吸收-循环系统，所述氨吸收-循环系统包括依次循环连通的分离膜组件、酸吸收液存储瓶和蠕动泵，所述分离膜组件包括分离膜和设置在所述分离膜外部的膜保护层，所述分离膜组件设置在所述脱氨厌氧消化罐的内部；所述脱氨厌氧消化罐用于盛放厌氧消化料液。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括原料贮存罐、湿式气体流量计和搅拌器，所述原料贮存罐的出料口与所述脱氨厌氧消化罐的进料口连通，所述湿式气体流量计的进气口与所述脱氨厌氧消化罐的出气口连通，所述搅拌器设置在所述脱氨厌氧消化罐的顶部。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述脱氨厌氧消化罐包括罐体和设置在所述罐体外部的保温层。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述罐体的顶部设置有上盖，所述上盖上设置有进料口和出气口；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：左剑恶，史绪川，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11