真空栗9和冷凝器11，沼液浓缩相通过三通阀8的第三接口由第二浓缩沼液入口 10.1进入洗涤净化塔10，沼液浓缩相在洗涤净化塔10中与沼气中剩下的CO2反应，沼液浓缩相吸收从脱硫脱碳净化塔15的沼气中带出的氨气，达到沼气净化的目的；
[0055]步骤7:吸收了 0)2和氨气后的沼液浓缩相由富CO 2沼液入口 17.1进入沼液富液储液罐17，得到沼液富液。
[0056]上述技术方案中，沼气通过步骤5和步骤6中可以脱除全部的H2S、氨气和部分的CO2，达到沼气净化的目的。
[0057]上述技术方案的步骤7中，所得到的沼液富液实际上是优质的液态肥，适用于农业施用。
[0058]说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于:包括沼液混合搅拌罐(I)、离心栗⑵、保安过滤器(3)、细滤沼液存储罐⑷、细滤沼液栗(5)、加热器(6)、中空纤维膜接触器(7)、真空栗(9)、洗涤净化塔(10)、冷凝器(11)、氨水存放罐(13)、氨水栗(14)、氨水富液存放罐(15)、脱硫脱碳塔(16)、沼液富液储液罐(17)，它还包括三通阀(8)、第一阀门(12.1)、第二阀门(12.2)，其中，所述沼液混合搅拌罐(I)设有沼液进口(1.1)、草木灰进口(1.2)，所述离心栗(2)的输入端连接沼液混合搅拌罐(I)的粗滤沼液出口(1.3)，所述离心栗(2)的输出端通过保安过滤器(3)连接细滤沼液存储罐(4)的细滤沼液入口(4.1)，所述细滤沼液存储罐(4)的细滤沼液出口(4.2)通过细滤沼液栗(5)连接加热器(6)的低温流体入口(6.1)，所述加热器(6)的高温流体出口(6.2)连接中空纤维膜接触器(7)的热沼液入口(7.1)，所述中空纤维膜接触器(7)的浓缩沼液出口(7.3)连接三通阀(8)的第一接口，所述三通阀(8)的第二接口连接细滤沼液存储罐(4)的第一浓缩沼液入口(4.3)，所述三通阀(8)的第三接口连接洗涤净化塔(10)的第二浓缩沼液入口(10.1)，所述洗涤净化塔(10)的富0)2沼液出口(10.2)连接沼液富液储液罐(17)的富CO 2沼液入口(17.1)，所述中空纤维膜接触器(7)的浓缩稀相出口(7.2)通过真空栗(9)连接冷凝器(11)的输入端，所述冷凝器(11)的排放水出口(11.2)连接第二阀门(12.2)，所述冷凝器(11)的氨水出口(11.1)通过第一阀门(12.1)连接氨水存放罐(13)的输入端，所述氨水存放罐(13)的输出端通过氨水栗(14)连接脱硫脱碳塔(15)的氨水入口(15.3)，所述脱硫脱碳塔(15)的氨水富液出口(15.4)连接氨水富液存放罐(16); 所述脱硫脱碳塔(15)还设有第一沼气入口(15.1)和第一沼气出口(15.2)，所述洗涤净化塔(10)还设有第二沼气入口(10.3)和第二沼气出口(10.4)，所述脱硫脱碳塔(15)的第一沼气出口(15.2)连接洗涤净化塔(10)的第二沼气入口(10.3); 所述沼液富液储液罐(17)还设有富CO2沼液出口(17.2)。2.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于:所述沼液混合搅拌罐(I)还设有PH传感器(20)，所述加热器(6)与中空纤维膜接触器(7)的热沼液入口(7.1)之间的管路内设有温度计(18)和第一压力表(19.1)，所述中空纤维膜接触器(7)的浓缩稀相出口(7.2)与真空栗(9)之间的管路内设有第二压力表(19.2)，所述冷凝器(11)的氨水出口(11.1)与氨水存放罐(13)之间的管路内设有氨水浓度传感器(21)。3.根据权利要求1或2所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于:所述沼液混合搅拌罐(I)底端还设有用于排放草木灰和沼渣的沉淀物出口(1.4)。4.根据权利要求1或2所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于:所述沼液混合搅拌罐(I)内设有用于物料混合及沉淀的搅拌器和固液分离装置。5.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于:所述离心栗(2)采用具有忍受悬浮物特性的离心栗。6.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于:所述保安过滤器(3)内设有微孔过滤膜，所述微孔过滤膜的孔径为10?50um。7.根据权利要求1或2所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于:所述加热器(6)内设有加热管，所述加热管的热源采用太阳能或废热能源。8.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于:所述中空纤维膜接触器(7)和脱硫脱碳塔(15)内部为疏水性中空纤维膜，所述疏水性中空纤维膜仅允许气体自由通过，液体不能渗透通过。9.根据权利要求1所述的沼液减量化处理和沼气协同净化系统，其特征在于:所述的真空栗(9)、冷凝器(11)、脱硫脱碳塔(15)、氨水栗(14)、氨水存放罐(13)、氨水富液存放罐(16)均采用耐碱材料制成。10.一种利用权利要求1所述沼液减量化处理和沼气协同净化系统进行净化的方法，其特征在于，它包括如下步骤: 步骤1:在沼液混合搅拌罐(I)中同时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总质量分数的10%?20%，混合搅拌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，并调节沼液的PH值至10.5?11.5，得到粗滤沼液； 步骤2:用离心栗(2)抽取沼液混合搅拌罐(I)中的粗滤沼液，并由粗滤沼液出口(1.3)进入保安过滤器(3)，经过保安过滤器(3)过滤后得到细滤沼液，细滤沼液再由细滤沼液入口(4.1)进入细滤沼液储存罐(4)，将沼液混合搅拌罐(I)中的沉淀物质由沉淀物出口(1.4)排出； 步骤3:开启真空栗(9)和冷凝器(11)，使中空纤维膜接触器(7)的壳程绝对压力保持在2?5kPa，冷凝器(11)的温度为-4?_6°C，用细滤沼液栗(5)将细滤沼液由细滤沼液出口(4.2)抽入加热器(6)中，在加热器(6)中加热到50?55°C后由热沼液入口 (7.1)进入中空纤维膜接触器(7)，加热后沼液中的氨水先扩散到中空纤维膜接触器(7)的气相中，该气相再被真空栗(9)抽到冷凝器(11)中冷凝下来，同时关闭排放水出口(11.2)，开启氨水出口(11.1)及第一阀门(12.1)，冷凝回收的氨水进入氨水存放罐(13);去除氨水的沼液在中空纤维膜接触器(7)中得到浓缩而转变成沼液浓缩相，沼液浓缩相再经过三通阀(8)的第二接口由第一浓缩沼液入口(4.3)流回细滤沼液存储罐(4); 步骤4:通过氨水浓度传感器(21)检测氨水出口(11.1)流出的氨水的浓度，低于设定值后关闭氨水出口(11.1)和第一阀门(12.1)，开启排放水出口(11.2)和第二阀门(12.2)，由排放水出口(11.2)直接排出可达标排放的水，并继续浓缩沼液直到细滤沼液存储罐(4)中的沼液为细滤沼液初始体积的三分之一； 步骤5:开启氨水栗(14)，从氨水存放罐(13)中抽取氨水由氨水进口(15.3)进入脱硫脱碳塔(15)的顶部，从脱硫脱碳塔(15)顶部喷淋氨水，并与由脱硫脱碳塔(15)底部的第一沼气入口(15.1)进入塔内的沼气逆向接触反应，从而脱除沼气中全部的硫化氢和部分的C02，该部分的CO2为上述沼气中CO 2总体积分数的2 %?5 %，吸收硫化氢和CO 2酸性气体后生成的氨水富液由氨水富液出口(15.4)进入氨水富液存放罐(16)，经过脱硫脱碳的沼气由脱硫脱碳塔(15)顶部的第一沼气出口(15.2)排出后，经过第二沼气入口(10.3)进入洗涤净化塔(10); 步骤6:当细滤沼液存储罐(4)中的沼液为细滤沼液体积的三分之一时，关闭加热器(6)、真空栗(9)和冷凝器(11)，沼液浓缩相通过三通阀⑶的第三接口由第二浓缩沼液入口(10.1)进入洗涤净化塔(10)，沼液浓缩相在洗涤净化塔(10)中与沼气中剩下的0)2反应，沼液浓缩相吸收从脱硫脱碳净化塔(15)的沼气中带出的氨气； 步骤7:吸收了 C02和氨气后的沼液浓缩相由富0)2沼液入口(17.1)进入沼液富液储液罐(17)，得到沼液富液。
【专利摘要】本发明所公开的沼液减量化处理和沼气协同净化系统及净化方法，通过向沼液中添加草木灰，增强沼液的碱度、pH值，降低沼液COD和沼液悬浮物浓度，再通过膜减压浓缩技术从沼液中回收氨和对沼液进行浓缩，实现沼液中氨氮含量的控制和沼液减量化处理的目的。在沼液膜减压浓缩过程中，还可以达到氨的富集，利用从沼液中富集的氨水对沼气同时脱硫脱碳，达到对沼气的初步净化，再利用高pH值的浓缩沼液洗涤沼气中夹带的氨气(NH3)和进一步吸收沼气CO2，使沼气得到净化并控制沼液中氮素含量。本发明可实现沼液的减量化处理、增加沼液中营养物质的含量，保证氨氮含量在合理的利用区间，同时本发明依靠低品位能源，能够降低成本。
【IPC分类】B01D53/62, B01D53/52, C10L3/10, C02F9/10, B01D53/78, B01D53/58
【公开号】CN105000739
【申请号】CN201510407545
【发明人】晏水平, 贺清尧, 王文超, 张衍林, 艾平, 王媛媛, 袁巧霞
【申请人】华中农业大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月10日