去除厌氧消化液中未被消化物和有机液肥基液制备方法技术

本发明专利技术公开了一种分级去除厌氧消化液中大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的方法和以去除了大颗粒未被消化分解有机物和泥沙后的厌氧消化液为原料制备有机液肥基液的方法。其中，分级处理分离出的大颗粒未被消化分解的植物纤维等有机物和泥沙等无机物用于固体沼肥或土壤调理剂的初始原料，分级处理获得的厌氧消化液沼渣、沼液用于制备有机液肥基液的初始原料。本发明专利技术所提供的方法能够将大颗粒未被消化分解的植物纤维等有机物和泥沙等无机物从厌氧消化液中去除，并利用去除大颗粒未被消化分解有机物和泥沙无机物后的厌氧消化液制备有机液肥基液产品，从而解决了厌氧消化液资源化再利用的瓶颈问题。

【技术实现步骤摘要】
去除厌氧消化液中未被消化物和有机液肥基液制备方法
本专利技术涉及资源回收利用领域，具体涉及一种分级去除厌氧消化液中大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的方法和以去除了大颗粒未被消化分解有机物和泥沙后的厌氧消化液为原料制备有机液肥基液的方法。
技术介绍
厌氧发酵产沼气是有效利用包括畜禽粪便、作物秸秆等生物质资源获得生物质能源的重要途径之一。目前，随着产业化沼气的发展，制约大型工业化沼气工程经济效益的厌氧发酵副产物厌氧消化液(沼渣、沼液混合物)的有效利用和合理消纳已经成为影响大型沼气工程可持续商业化运行的瓶颈问题。厌氧消化液资源化利用的限制因素主要反映在如下方面：1、厌氧发酵副产物厌氧消化液普遍存在体量大、固形物浓度低等特点，成为限制厌氧消化液实现肥料化应用的关键问题。2、厌氧消化液(沼液)所含营养物质的稳定性问题。由于厌氧消化液自身的特点，普遍存在营养成分低、稳定性差等问题，导致生产成本高、不便于运输及施用。因此，稳定性决定了厌氧消化液作为营养液应用的输送范围和贮存时间，决定了厌氧消化液肥料化应用的经济性和可行性。3、对于固液分离高湿固体(沼渣)转化为安全的固体沼肥，亟待解决的是高湿固体(沼渣)含水量高、腐植化程度低和禽畜粪便携带的病毒病原菌、杂草种子等有害物质的灭活问题。4、对于固液分离滤液(沼液)转化为安全的液体沼肥，亟待解决的是沼液浓缩和其中生物活性物质的活性问题，如水溶性问题。尽管现代超滤、微滤、反渗透精细加工技术解决了沼液浓缩技术问题，但是由于沼液中有机成分复杂、养分不均衡，尤其是生物活性物质大部分处于水不溶状态，如蛋白质、氨基酸、腐植酸类物质。因此，必需对液体沼肥组分进行活化、激活其中的生物活性物质，螯合/络合微量元素。厌氧消化液是指畜禽排泄物、城镇生活污水处理厂生活污泥和农作物秸秆等有机废弃物生物质燃气(沼气)工程厌氧发酵产生的副产物。厌氧发酵是由众多微生物参与的非常复杂的分解与转化过程，料液中残留的可溶物很少，大部分可溶物主要是新产生的、种类繁多的有机物及各种离子。厌氧消化液固形物浓度一般在5％-8％，主要是由游离状态的水和植物纤维、泥沙、细菌、粘土、胶体、农药残留物、悬浮物及其含有腥臭气味的有机物组成。任何事物都具有其两重性。一方面，厌氧消化液未经无害化、稳定化处理直接施用于作物等农田土壤，不仅不符合农用卫生标准造成农田的二次污染，还会对作物生长条件及生长环境造成不利影响，况且直接施用量大，势必增加运输成本和劳动强度，更何况在非用肥季节得不到充分利用，造成多余的厌氧消化液的无序排放，又会进一步加剧环境污染和资源浪费。另一方面，厌氧消化液中含有多种无机养分和活性有机成分。无机养分包括氮、磷、钾、钙、镁等多种元素和少量微量元素。活性有机成分包括腐植酸、吲哚乙酸、乳酸菌、赤霉素、细胞分裂素等植物激素和B族维生素，还含有多种氨基酸、蛋白质、水解酶以及多种无机酸和某些抗菌素等。无机养分与有机成分之间互相协调作用以速效养分和生物农药的形式存在于厌氧消化液中，可直接迅速被农作物吸收和杀死有害病菌及虫卵。厌氧消化液经无害化、稳定化处理，作为沼肥应用，对小麦、豆类和蔬菜的蚜虫防治具有明显效果，对多种农作物病菌有较强抑制作用。因此，科学施用沼肥能提高土壤中有机质和营养元素的含量，改善土壤结构，提高土壤肥力。因此，为了避免疾病传播和土壤污染，厌氧消化液作为肥料化应用需要进行无害化、稳定化处理后方可使用，这是厌氧消化液肥料化延伸应用的前提条件。其中，行之有效的办法就是分级处理，分离出大颗粒未被消化分解的、不稳定的有机物和无机成分，用于固体沼肥或土壤调理剂生产的初始原料。分离出水沼液经浓缩处理和活化，用于有机液肥生产的初始原料。厌氧消化液是一个复杂的固相、液相混合体，其中的植物纤维等未被消化物质的相对浓度很高，必须对其进行有效的过滤分离。尽管现代固液分离技术能够缓解厌氧消化液固液分离的技术问题，但是都无法解决厌氧消化液分级处理、精细分离的技术问题，都存在高能耗、使用寿命短、运行成本高等问题，均不能满足大规模处理利用厌氧消化液的生产要求。即便是传统的生物工程技术，如高温好氧发酵(堆肥)处理技术，也只能解决有机高湿固体分(沼渣)的处理问题，大量的、低浓度分离出水(沼液)仍然存在处理和消纳问题，仍然无法满足厌氧消化液肥料化应用的基本要求。因此，必须结合多层次、多元化的分离技术，集成、整合现有过滤分离技术，对厌氧消化液进行多级多层次过滤分级、浓缩，提高其中有机成分含量和生物活性，降低粗纤维和灰分含量，也就成为厌氧消化液肥料化利用必须攻克的技术难关。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于解决厌氧消化液回收利用过程中存在的上述问题，提供一种能够高效分离、去除厌氧消化液中大颗粒未被消化分解的、不稳定的有机物和无机成分的方法。本专利技术的第二个目的在于提供利用去除了大颗粒未被消化分解的、不稳定的有机物和无机成分后的厌氧消化液为原料制备的有机液肥基液及其制备方法。为达到以上目的，本专利技术提供了一种厌氧消化液分级去除大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的方法，包括以下步骤：a)一级过滤分离：利用12、14、16、18或20目过滤离心机对厌氧消化液进行一级过滤分离，获得一级滤渣和一级滤液，将所述一级滤渣置于一级大颗粒未被消化分解有机物和泥沙贮槽中，将所述一级滤液置于一级滤液贮槽中；b)二级过滤分离：利用100、120或140目过滤离心机对所述一级滤液进行二级过滤离心分离，获得二级滤渣和二级滤液，将所述二级滤渣置于二级滤渣贮槽中，将所述二级滤液置于二级滤液贮槽中；c)反向冲洗大颗粒未被消化分解有机物和泥沙：将二级滤液贮槽中的液体与一级未被消化分解有机物和泥沙贮槽中的大颗粒未被消化分解有机物和泥沙混合，获得反向冲洗混合液，利用12、14、16、18或20目过滤离心机对所述反向冲洗混合液进行一级过滤离心分离，获得一级一次冲洗大颗粒未被消化分解有机物和泥沙滤渣和一级一次冲洗滤液，将所述一级一次冲洗大颗粒未被消化分解有机物和泥沙滤渣置于一级大颗粒未被消化分解有机物和泥沙贮槽中，利用100、120或140目过滤离心机对所述一级一次冲洗滤液进行二级过滤离心分离，获得一级一次冲洗滤液的二级滤渣和一级一次冲洗滤液的二级滤液，将所述一级一次冲洗滤液的二级滤渣回到二级滤渣贮槽，将所述一级一次冲洗滤液的二级滤液回到二级滤液贮槽，完成一次大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的反向冲洗过程，循环上述反向冲洗过程2-3次后回到一级未被消化分解有机物和泥沙贮槽中的为大颗粒未被消化分解有机物和泥沙等分离物、回到二级滤渣贮槽中的为去除了大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的粗沼渣、回到二级滤液贮槽中的为去除了大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的沼液。在本专利技术中，所述厌氧消化液，为大型工业化沼气工程厌氧发酵副产物。所述大颗粒未被消化分解有机物主要为植物纤维，所述泥沙主要为原料携带进厌氧发酵系统的无机物。大颗粒指代12、14、16、18或20目筛的筛上物。可选的，所述厌氧消化液是以牛粪、猪粪、鸡粪等畜禽粪污中的至少一种以及作物秸秆(例如玉米秸秆)为原料进行厌氧发酵产沼气后得到的副产物。其中，所述厌氧消化液中固含量为5-10质量％。优选的，在一级过滤分离步骤中，所使用的过滤离心机的过滤介质为12、14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厌氧消化液分级去除大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的方法，其特征在于，包括以下步骤：a)一级过滤分离：利用12、14、16、18或20目过滤离心机对厌氧消化液进行一级过滤分离，获得一级滤渣和一级滤液，将所述一级滤渣置于一级大颗粒未被消化分解有机物和泥沙贮槽中，将所述一级滤液置于一级滤液贮槽中；b)二级过滤分离：利用100、120或140目过滤离心机对所述一级滤液进行二级过滤离心分离，获得二级滤渣和二级滤液，将所述二级滤渣置于二级滤渣贮槽中，将所述二级滤液置于二级滤液贮槽中；c)反向冲洗大颗粒未被消化分解有机物和泥沙：将二级滤液贮槽中的液体与一级未被消化分解有机物和泥沙贮槽中的大颗粒未被消化分解有机物和泥沙混合，获得反向冲洗混合液，利用12、14、16、18或20目过滤离心机对所述反向冲洗混合液进行一级过滤离心分离，获得一级一次冲洗大颗粒未被消化分解有机物和泥沙滤渣和一级一次冲洗滤液，将所述一级一次冲洗大颗粒未被消化分解有机物和泥沙滤渣置于一级大颗粒未被消化分解有机物和泥沙贮槽中，利用100、120或140目过滤离心机对所述一级一次冲洗滤液进行二级过滤离心分离，获得一级一次冲洗滤液的二级滤渣和一级一次冲洗滤液的二级滤液，将所述一级一次冲洗滤液的二级滤渣回到二级滤渣贮槽，将所述一级一次冲洗滤液的二级滤液回到二级滤液贮槽，完成一次大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的反向冲洗过程，循环上述反向冲洗过程2‑3次后回到一级未被消化分解有机物和泥沙贮槽中的为大颗粒未被消化分解有机物和泥沙等分离物、回到二级滤渣贮槽中的为去除了大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的粗沼渣、回到二级滤液贮槽中的为去除了大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的沼液。...

【技术特征摘要】
1.一种厌氧消化液分级去除大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的方法，其特征在于，包括以下步骤：a)一级过滤分离：利用12、14、16、18或20目过滤离心机对厌氧消化液进行一级过滤分离，获得一级滤渣和一级滤液，将所述一级滤渣置于一级大颗粒未被消化分解有机物和泥沙贮槽中，将所述一级滤液置于一级滤液贮槽中；b)二级过滤分离：利用100、120或140目过滤离心机对所述一级滤液进行二级过滤离心分离，获得二级滤渣和二级滤液，将所述二级滤渣置于二级滤渣贮槽中，将所述二级滤液置于二级滤液贮槽中；c)反向冲洗大颗粒未被消化分解有机物和泥沙：将二级滤液贮槽中的液体与一级未被消化分解有机物和泥沙贮槽中的大颗粒未被消化分解有机物和泥沙混合，获得反向冲洗混合液，利用12、14、16、18或20目过滤离心机对所述反向冲洗混合液进行一级过滤离心分离，获得一级一次冲洗大颗粒未被消化分解有机物和泥沙滤渣和一级一次冲洗滤液，将所述一级一次冲洗大颗粒未被消化分解有机物和泥沙滤渣置于一级大颗粒未被消化分解有机物和泥沙贮槽中，利用100、120或140目过滤离心机对所述一级一次冲洗滤液进行二级过滤离心分离，获得一级一次冲洗滤液的二级滤渣和一级一次冲洗滤液的二级滤液，将所述一级一次冲洗滤液的二级滤渣回到二级滤渣贮槽，将所述一级一次冲洗滤液的二级滤液回到二级滤液贮槽，完成一次大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的反向冲洗过程，循环上述反向冲洗过程2-3次后回到一级未被消化分解有机物和泥沙贮槽中的为大颗粒未被消化分解有机物和泥沙等分离物、回到二级滤渣贮槽中的为去除了大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的粗沼渣、回到二级滤液贮槽中的为去除了大颗粒未被消化分解有机物和泥沙的沼液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一级过滤分离步骤中，所使用的过滤离心机的过滤介...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉军，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11