沼液深度处理及资源回收利用装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种沼液深度处理及资源回收利用装置及其方法，该方法，它包括依次连接的自然沉降池、结晶反应池、SFA/O反应池、污泥沉降池和絮凝池，沼液首先进入自然沉降池，进行自然沉降，进入结晶反应池；边反应边慢速搅拌，将上层沼液排到SFA/O反应池，沼液分别在各段的缺氧格室进入系统，经过硝化反硝化阶段后，沼液从最后池室的好氧格室流出到污泥沉降池，污泥沉降池的上清液抽到絮凝池中，缓慢搅拌絮凝处理使沼液中氮磷重金属和有机物快速絮凝，絮凝后的上清液由上清出水管直接出水排出。本发明专利技术在提高对沼液氮磷和难溶性COD的去除率、实现达标排放的同时进行了氮、磷元素的回收利用，实现了资源回收利用。

Deep Treatment of Biogas Liquor and Its Recovery and Utilization Device and Method

The invention discloses a device for advanced treatment of biogas slurry and resource recovery and utilization and a method thereof. The method comprises a natural sedimentation tank, a crystallization reaction tank, a SFA/O reaction tank, a sludge sedimentation tank and a flocculation tank connected sequentially. The biogas slurry first enters a natural sedimentation tank for natural sedimentation and then enters a crystallization reaction tank; while reacting, the upper biogas slurry is discharged into the SFA/O reaction tank by slow stirring at the same time. After nitrification and denitrification, the biogas slurry flows out from the aerobic cell of the last tank to the sludge sedimentation tank, and the supernatant of the sludge sedimentation tank is pumped into the flocculation tank. Slow agitation and flocculation make the nitrogen, phosphorus, heavy metals and organic matter in the biogas slurry flocculate rapidly, and the supernatant after flocculation is discharged directly from the water outlet pipe. The invention improves the removal rate of nitrogen and phosphorus and insoluble COD in biogas liquid, realizes the discharge up to the standard, and at the same time carries out the recovery and utilization of nitrogen and phosphorus elements, realizes the recovery and utilization of resources.

【技术实现步骤摘要】
沼液深度处理及资源回收利用装置及其方法
本专利技术涉及沼液处理领域，具体涉及一种沼液深度处理及资源回收利用装置及其方法。
技术介绍
近年来，我国畜牧业持续稳定发展。目前我国每年生产肉蛋奶1.5亿多吨，产生畜禽粪污约38亿吨，仍有40％未有效处理和利用，给周边环境和居民生活带来不利的影响，已经成为当前农村环境治理的一大难题。养殖场粪污的处理方式为好氧堆肥、厌氧发酵、直接还田等方式，其中厌氧发酵是有机废弃物能源化利用的一种重要技术手段，可在处理有机废弃物的同时产生清洁能源，对缓解能源危机及治理环境污染具有重要意义。有机废弃物厌氧发酵产沼气的同时也产生了大量的沼液。规模化沼气工程在连续多年的运行过程中，不仅为所在地区带来了巨大的社会效益和环境效益，还产生了数十吨乃至数百吨沼渣、沼液，若不能妥善处置，势必会对环境造成二次污染。换言之，若不能实现沼渣、沼液的有效处理或利用，沼气工程将不再是环保工程而是污染工程。因此，如何实现低成本、高效率的沼渣、沼液减量处理已成为制约沼气工程发展的瓶颈。另外，厌氧发酵对氨氮的去除能力较弱，水解酸化过程产生的大量的氨氮，在反应器中不断积累，高浓度的氨氮含量会影响厌氧消化后续产甲烷活动的进行，从而影响厌氧消化工艺的表现能力。并且禽畜粪便厌氧消化液如直接排放会对环境造成严重危害。例如，导致地表水水质恶化，引起水体的富营养化等等。沼液还田是一种公认的低成本、资源化、减量化的沼液利用方式。但是，对于超过3万头养殖规模的养猪场而言，沼气发酵工程后产生的沼液量很大，由于储存设施不完善、农田分散且季节性耕种、沼液养分浓度相对较低等原因，农民田间施用积极性不高，就地消纳利用有一定难度；远距离输送能耗大、成本高，建设单位难以承受；随意排放则造成环境的二次污染。另外，不合理地施用沼液会导致硝酸盐及重金属的累积，从而对地表水和地下水造成严重的污染，所以，沼液还田无法对大型沼气工程产生的沼液进行有效、无污染的处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于是为了解决现有技术中存在的沼液中氮磷和色度去除效果差、成本高的技术问题，及沼液中可利用资源浪费等问题，提供了一种沼液深度处理及资源回收利用装置及其方法，该方法简单、处理效果好、成本低，使净化后的沼液可以直接排放，有害物质的去除效率均达90％以上，同时将沼液中资源回收，制成有机肥还田，达到沼液深度处理及资源回收利用的目的。为实现上述目的，本专利技术所设计一种沼液深度处理及资源回收利用装置，它包括依次连接的自然沉降池、结晶反应池、SFA/O反应池、污泥沉降池和絮凝池，所述自然沉降池上方连接有进水管，所述自然沉降池上还连接有出水管，且所述出水管的一端插入自然沉降池底部，其另一端与结晶反应池顶部连接，所述结晶反应池顶部通过溶料管连接有多个溶料池，所述结晶反应池底部开设有控制型结晶出料口，所述控制型结晶出料口正下方设置有集水槽，所述SFA/O反应池等分为多段池室，且池室间顶部连通，所述池室由缺氧隔室和好氧隔室；所述缺氧隔室和好氧隔室底部连通，所述结晶反应池侧壁设置有出水管，所述出水管另一端分别与缺氧隔室顶部连接，所述好氧隔室底部均设置有曝气头，所述曝气头连接有鼓风机，所述污泥沉降池底部设置有出水管，所述沉降池侧壁连接有沉降池回流管，所述沉降池回流管另一端与第一个缺氧隔室底部连接，所述絮凝池顶部设置有絮凝剂改性池，所述絮凝池底部开设有出料口，所述絮凝池侧壁设置有上清出水管，所述出料口设置有集水槽。进一步地，所述出水管上设置有水泵；所述结晶反应池、絮凝池、溶料池和缺氧隔室顶部均设置有搅拌器，所述结晶反应池顶部还开设有排气孔，所述溶料池为3个，分别为pH调节剂溶料池、沉淀剂A溶料池和沉淀剂B溶料池。再进一步地，所述集水槽的内壁上设置有滤网，所述滤网下方的集水槽的侧壁上设置有回流管，所述结晶反应池下方回流管的另一端与结晶反应池顶部连接，所述絮凝池下方回流管的另一端与絮凝池顶部连接；所述溶料管、回流管和沉降池回流管上均设置有提升泵。再进一步地，所述曝气头与鼓风机之间设置有气体流量计，所述絮凝剂改性池侧壁设置有温度器调节器。本专利技术还提供了一种基于上述装置进行沼液深度处理及资源回收利用的方法，包括以下步骤：1)沼液首先进入自然沉降池，进行自然沉降，排去沼液中可沉降的固体颗粒，沉降完成后，通过水泵，进入结晶反应池；2)将一个溶料池中的pH调节剂注入结晶反应池，调节沼液的pH至9～10，然后将另两个溶料池中的沉淀剂注入结晶反应池中，边反应边慢速搅拌，反应产生的气体通过排气孔排出；待反应完全后，将上层沼液排到SFA/O反应池，排尽上层沼液后，打开控制型结晶出料口，鸟粪石晶体进入集水槽中，过滤结晶中掺杂的沼液通过提升泵回流到结晶反应池中；3)沼液分别在各段的缺氧格室进入系统，经过硝化反硝化阶段后，沼液从最后池室的好氧格室流出到污泥沉降池，回流污泥经沉降池回流管回流到第1段池室的缺氧格室内；其中，好氧格室中沼液溶氧值优选为2.0～4.0mg/L；4)污泥沉降池的上清液抽到絮凝池中，使用pH调节剂调节絮凝池中沼液pH至7.00～8.00，絮凝剂改性池中的复合絮凝剂加入絮凝池中，缓慢搅拌絮凝处理使沼液中氮磷重金属和有机物快速絮凝，絮凝后的上清液由上清出水管直接出水排出，絮凝物从下口排出，絮凝物中掺杂的沼液在集水池中回流入絮凝池。作为优选方案，所述步骤2)和步骤4)中，pH调节剂为氢氧化钠或盐酸，所述步骤2)中，沉淀剂为氯化镁稀释液和磷酸二氢钾稀释液组合物，上层沼液中，铵根离子浓度、镁离子浓度和磷酸根离子浓度＝1∶1～1.5∶1～1.5；优选为1∶1.3∶1.2。上述向待处理沼液中加入沉淀剂，使沼液中的镁离子，铵根离子和磷酸根离子快速结晶，在实际使用过程中，具体方法如下：将氯化镁和磷酸二氢钾分别加水混合溶解，制备成高浓度、质地均一的氯化镁母液和磷酸二氢钾母液，备用；分别向氯化镁母液和磷酸二氢钾母液中加水稀释，得到氯化镁稀释液和磷酸二氢钾稀释液，氯化镁稀释液和磷酸二氢钾稀释液分别由两个溶料池加入到结晶反应池中沉淀搅拌处理，使沼液中的杂质快速凝聚。作为优选方案，所述步骤2)中，沉淀处理分为2个阶段进行，其中，第一阶段以速率为100～150r/min搅拌30～40min，第二阶段停止搅拌，静置40～60min；所述步骤3)中，SFA/O反应池中，沼液总水力停留时间为8～10h，缺氧区搅拌速度为80～120r/min，好氧区控制溶氧值为2.8mg/L。作为优选方案，所述步骤4)中，pH值调节7.50；沼液与复合絮凝剂的体积比为：1∶0.010～0.012，优选为1∶0.01055。且絮凝剂改性池中复合絮凝剂的制备方法，具体如下：1)按重量比1∶1～2∶3～4称取壳聚糖、乙酸和聚合氯化铝；2)将乙酸和壳聚糖在65～75℃的水浴锅中与水混合，制成改性壳聚糖，3)再向改性壳聚糖中加入聚合氯化铝，制成复合絮凝剂，即为聚合氯化铝-壳聚糖溶液。作为优选方案，所述步骤4)中，絮凝处理分3个阶段进行，其中，第一个阶段为以搅拌速度为300～400r/min搅拌1～2min，第二阶段为以搅拌速度50～80r/min搅拌20～25min，第三阶段为静置30～45min。本专利技术的有益效果：本专利技术的装置主要以养殖场废水经过厌氧发酵后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沼液深度处理及资源回收利用装置，其特征在于：它包括依次连接的自然沉降池(1)、结晶反应池(2)、SFA/O反应池(3)、污泥沉降池(4)和絮凝池(5)，所述自然沉降池(1)上方连接有进水管(1.1)，所述自然沉降池(1)上还连接有出水管(6)，且所述出水管(6)的一端插入自然沉降池(1)底部，其另一端与结晶反应池(2)顶部连接，所述结晶反应池(2)顶部通过溶料管(7.1)连接有多个溶料池(7)，所述结晶反应池(2)底部开设有控制型结晶出料口(2.1)，所述控制型结晶出料口(2.1)正下方设置有集水槽(8)，所述SFA/O反应池(4)等分为多段池室(3.1)，且池室(3.1)间顶部连通，所述池室(3.1)由缺氧隔室(3.1a)和好氧隔室(3.1b)；所述缺氧隔室(3.1a)和好氧隔室(3.1b)底部连通，所述结晶反应池(2)侧壁设置有出水管(2.2)，所述出水管(2.2)另一端分别与缺氧隔室(3.1a)顶部连接，所述好氧隔室(3.1b)底部均设置有曝气头(9)，所述曝气头(9)连接有鼓风机(10)，所述污泥沉降池(4)底部设置有出水管(4.1)，所述沉降池(4)侧壁连接有沉降池回流管(4.2)，所述沉降池回流管(4.2)另一端与第一个缺氧隔室(3.1a)底部连接，所述絮凝池(5)顶部设置有絮凝剂改性池(11)，所述絮凝池(5)底部开设有出料口(5.1)，所述絮凝池(5)侧壁设置有上清出水管(5.2)，所述出料口(5.1)设置有集水槽(8)。...

【技术特征摘要】
1.一种沼液深度处理及资源回收利用装置，其特征在于：它包括依次连接的自然沉降池(1)、结晶反应池(2)、SFA/O反应池(3)、污泥沉降池(4)和絮凝池(5)，所述自然沉降池(1)上方连接有进水管(1.1)，所述自然沉降池(1)上还连接有出水管(6)，且所述出水管(6)的一端插入自然沉降池(1)底部，其另一端与结晶反应池(2)顶部连接，所述结晶反应池(2)顶部通过溶料管(7.1)连接有多个溶料池(7)，所述结晶反应池(2)底部开设有控制型结晶出料口(2.1)，所述控制型结晶出料口(2.1)正下方设置有集水槽(8)，所述SFA/O反应池(4)等分为多段池室(3.1)，且池室(3.1)间顶部连通，所述池室(3.1)由缺氧隔室(3.1a)和好氧隔室(3.1b)；所述缺氧隔室(3.1a)和好氧隔室(3.1b)底部连通，所述结晶反应池(2)侧壁设置有出水管(2.2)，所述出水管(2.2)另一端分别与缺氧隔室(3.1a)顶部连接，所述好氧隔室(3.1b)底部均设置有曝气头(9)，所述曝气头(9)连接有鼓风机(10)，所述污泥沉降池(4)底部设置有出水管(4.1)，所述沉降池(4)侧壁连接有沉降池回流管(4.2)，所述沉降池回流管(4.2)另一端与第一个缺氧隔室(3.1a)底部连接，所述絮凝池(5)顶部设置有絮凝剂改性池(11)，所述絮凝池(5)底部开设有出料口(5.1)，所述絮凝池(5)侧壁设置有上清出水管(5.2)，所述出料口(5.1)设置有集水槽(8)。2.根据权利要求1所述沼液深度处理及资源回收利用装置，其特征在于：所述出水管(6)上设置有水泵(6.1)；所述结晶反应池(2)、絮凝池(5)、溶料池(7)和缺氧隔室(3.1a)顶部均设置有搅拌器(12)，所述结晶反应池(2)顶部还开设有排气孔(2.3)，所述溶料池(7)为3个，分别为pH调节剂溶料池、沉淀剂A溶料池和沉淀剂B溶料池。3.根据权利要求1所述沼液深度处理及资源回收利用装置，其特征在于：所述集水槽(8)的内壁上设置有滤网(8.1)，所述滤网(8.1)下方的集水槽(8)的侧壁上设置有回流管(8.2)，所述结晶反应池(2)下方回流管(8.2)的另一端与结晶反应池(2)顶部连接，所述絮凝池(5)下方回流管(8.2)的另一端与絮凝池(5)顶部连接；所述溶料管(7.1)、回流管(8.2)和沉降池回流管(4.2)上均设置有提升泵(13)。4.根据权利要求1所述沼液深度处理及资源回收利用装置，其特征在于：所述曝气头(9)与鼓风机(10)之间设置有气体流量计(14)，所述絮凝剂改性池(11)侧壁设置有温度器调节器(11.1)。5.一种基于权利要求1所述装置进行沼液深度处理及资源回收利用的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)沼液首先进入自然沉降池(1)，进行自然沉降，排去沼液中可沉降的固体颗粒，沉降完成后，通过水泵(6....

【专利技术属性】
技术研发人员：王媛媛，李钰，王建波，李磊刚，黄家隆，侯景宇，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42