本發(fā)明屬于沼液綜合處理資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種畜禽糞便沼液綜合處理制備液體有機(jī)肥的方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖場的規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)生的畜禽糞便逐年累積增長，加上農(nóng)田種植面積有限且農(nóng)作物的季節(jié)性用肥以至于難以消納大量的畜糞排泄物，導(dǎo)致環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。國家制定的系列相關(guān)的《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，嚴(yán)格限制了畜禽糞尿的排放，伴隨清潔農(nóng)村行動的實(shí)施和開展，沼氣工程(厭氧消化工藝)在全國范圍內(nèi)得到大力推廣和應(yīng)用。沼氣工程是兼具環(huán)保、能源、經(jīng)濟(jì)、社會等多方面效益的環(huán)境工程技術(shù)。厭氧發(fā)酵將畜禽糞便和農(nóng)作物秸稈作為原料生產(chǎn)沼氣，沼氣可用于供熱和發(fā)電從而替代農(nóng)村的其他生活能源，同時解決了畜禽糞便導(dǎo)致的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問題。但沼氣工程同時產(chǎn)生大量的沼液和沼渣，其中沼液的水分含量達(dá)90％以上，體積龐大，導(dǎo)致運(yùn)輸和儲存成本較高，若處理不當(dāng)則會導(dǎo)致二次污染、資源浪費(fèi)。

沼液中富含多種營養(yǎng)物質(zhì)成分，如大量元素氮、磷、鉀，微量元素fe、cu、mn、zn等，各種氨基酸、腐殖酸、維生素、植物激素等，且沼液易于農(nóng)作物的吸收。因此沼液可以作為水溶性肥料單獨(dú)使用或者與商業(yè)化肥、生長素、農(nóng)藥混合使用，以此提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性、抗蟲性，從而減少化肥和農(nóng)藥的使用，減少農(nóng)作物的培育成本，提高農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)效益。

為解決過剩的未達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的沼液問題，目前常用的處理沼液的工藝技術(shù)是膜分離技術(shù)，其中包括一種膜組件或者多種膜組件聯(lián)合使用技術(shù)。膜分離是將沼液濃縮減量化、生態(tài)化、經(jīng)濟(jì)化、資源化利用的有效工藝技術(shù)。目前常用的分離膜包括微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜、正滲透膜等等。在膜分離進(jìn)行沼液濃縮過程中，往往會出現(xiàn)膜污染、膜污堵情況，嚴(yán)重時會造成膜的不可逆污染，嚴(yán)重影響膜的使用壽命和工藝裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服其他畜禽沼液處理方法存在的問題的基礎(chǔ)上而提供一種畜禽糞便沼液綜合處理制備液體有機(jī)肥的方法，本發(fā)明主要采用助濾劑的優(yōu)化篩選，結(jié)合dtro及swro膜兩級工藝處理畜禽糞便厭氧發(fā)酵的沼液，并將濃縮液復(fù)配成液體有機(jī)肥，回收水資源，改善了畜禽養(yǎng)殖場及周邊的環(huán)境，dtro及swro膜組件兩級處理工藝系統(tǒng)減緩膜污染問題，減少了運(yùn)行成本。

本發(fā)明的目的主要通過以下工藝技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種畜禽糞便沼液綜合處理制備液體有機(jī)肥的方法，其特征在于，將畜禽養(yǎng)殖場的糞便及沖洗水進(jìn)行厭氧發(fā)酵，所得沼液進(jìn)行自然沉降后，經(jīng)過石英砂過濾器、芯式過濾器除去大顆粒雜質(zhì)，所得濾液于攪拌釜中并加入助濾劑充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)過全不銹鋼板式過濾機(jī)過濾，所得澄清沼液中加入阻垢劑，再進(jìn)行陶瓷膜組件、芯式過濾器過濾，陶瓷膜微濾可除去大分子和膠體微粒，微濾濾出液最后再依次經(jīng)dtro反滲透膜、swro卷式反滲透膜組件兩級系統(tǒng)濃縮，反滲透產(chǎn)水中cod、氨氮等含量大幅降低，可用于沖洗設(shè)備、農(nóng)田灌溉或進(jìn)一步處理后直接排放，濃縮液可用于復(fù)配液體有機(jī)肥料。

畜禽糞便沼液預(yù)處理設(shè)備包括石英砂過濾器、芯式過濾器、攪拌釜、全不銹鋼板式過濾器、陶瓷膜過濾器等。

前期預(yù)處理過程中所使用的石英砂過濾器和精密度為5～15μm芯式過濾器。

攪拌釜中加入的助濾劑為硅藻土、石英砂的一種或者混合物，其細(xì)度為50～120目，投加量為10～25g/l。將助濾劑加入到前期處理過的沼液后，充分?jǐn)嚢?.5～1.0h后，打開回流閥進(jìn)行充分循環(huán)，使助濾劑在全不銹鋼板式過濾機(jī)網(wǎng)板上形成致密的過濾層。

全不銹鋼板式過濾器的過濾精度0.5～1.0μm，操作壓力為0～0.6mpa，所得澄清濾液進(jìn)入陶瓷膜組件過濾。

澄清沼液進(jìn)行陶瓷膜組件過濾之前加入的阻垢劑的主要成分是六偏磷酸鈉，投加劑量為5～20mg/l。

陶瓷膜組件微濾過程，所用的陶瓷膜過濾器由兩支陶瓷膜串聯(lián)(3芯裝/支)，其過濾精度為50～100nm，陶瓷膜過濾操作壓力為0.1～1.0mpa。

反滲透過程中使用的卷式反滲透膜為swro兩級處理工藝,其操作壓力為0～2mpa。

沼液反滲透濃縮過程中使用的dtro反滲透膜組件為兩級處理工藝，單只dtro反滲透膜過濾面積為3m²，操作壓力為0～6mpa，濃縮液的體積是反滲透原料液的10％～30％，滲透液經(jīng)dtro反滲透膜組件、swro膜組件聯(lián)合處理達(dá)到gb18596-2001規(guī)定的畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

調(diào)控反滲透濃縮液的ph值，向其中添加氮、磷、鉀等大量元素、微量元素以及其他外源營養(yǎng)物質(zhì)，各種營養(yǎng)物質(zhì)的添加量依據(jù)濃縮液中營養(yǎng)物質(zhì)的含量及各種農(nóng)作物的生長需求而定，最后得到適用于不同農(nóng)作物生長的液體有機(jī)肥。

與現(xiàn)有的其他技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)效果主要有：

本發(fā)明主要采用助濾劑結(jié)合dtro膜組件及swro膜組件兩級處理工藝處理畜禽糞便厭氧發(fā)酵的沼液。發(fā)酵沼液經(jīng)過自然沉降及過濾后，通過助濾劑的優(yōu)化篩選，可以在全不銹鋼板式過濾器中脫除原沼液中的膠體雜質(zhì)、蛋白質(zhì)、其他大顆粒雜質(zhì)等，而營養(yǎng)物質(zhì)成分性質(zhì)基本不變。由于dtro膜組件特殊的設(shè)計(jì)工藝，沼液在組件中的流動形態(tài)為湍流模型，加上反滲透膜組件兩級處理工藝系統(tǒng)能夠減緩膜污染問題，延長膜使用壽命和運(yùn)行成本，同時通過dtro\swro兩級膜系統(tǒng)的過濾，可以保證滲透液達(dá)到gb18596-2001規(guī)定的畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，本發(fā)明所述的處理工藝實(shí)現(xiàn)了畜禽糞便沼液綜合處理和回收利用，同時回收了水資源，避免了環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，滲透液及液體有機(jī)肥符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說明

圖1畜禽糞便沼液綜合處理制備液體有機(jī)肥的工藝流程示意圖。

圖中，1-雞糞厭氧發(fā)酵沼液，2-自然沉降，3-石英砂過濾器，4-芯式過濾器，5-攪拌釜，6-助濾劑，7-全不銹鋼板式過濾機(jī)，8-陶瓷膜組件，9-dtro反滲透膜組件，10-swro膜組件，11-濃縮液，12-滲透液，13-沖洗設(shè)備，14-制備液體有機(jī)肥，15-濾渣，16-堆肥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

一種畜禽糞便沼液綜合處理制備液體有機(jī)肥的方法，工藝流程圖如圖1所示，按照如下操作步驟進(jìn)行：

沼液前期處理：畜禽糞便沼液經(jīng)過自然沉降，沉淀物用于堆肥處理，上清液經(jīng)過石英砂過濾器、芯式過濾器除去大顆粒雜質(zhì)后，濾液經(jīng)過泵輸送至攪拌釜中處理，過濾過程中通量急劇下降時，需要及時沖洗、反沖洗石英砂過濾器。

全不銹鋼板式過濾機(jī)過濾：向攪拌釜中的濾液中加入硅藻土或者其他助濾劑，添加量為10～25g/l，充分?jǐn)嚢?.5～1.0h后，打開回流泵和回流閥進(jìn)行充分循環(huán)，使助濾劑在全不銹鋼板式過濾機(jī)網(wǎng)板上形成致密的過濾層。放出濾清液，進(jìn)行陶瓷膜組件過濾。

陶瓷膜組件過濾：由步驟(2)得到的濾液進(jìn)行陶瓷膜過濾之前加入阻垢劑，其主要成分是六偏磷酸鈉，投加劑量為5～20mg/l。陶瓷膜組件前端的增壓給水泵材質(zhì)是304不銹鋼，流量q為25m³/h，所用的陶瓷膜過濾器由兩支陶瓷膜串聯(lián)(3芯裝/支)，其過濾精度為50～100nm，陶瓷膜過濾操作壓力為0.1～1.0mpa。在操作壓力范圍內(nèi)，過濾過程中若出現(xiàn)通量急劇下降時應(yīng)對陶瓷膜組件進(jìn)行清洗。

反滲透膜組件濃縮：由步驟(3)得到的澄清濾液進(jìn)行芯式過濾器過濾后由泵輸送至原水箱中，加入酸調(diào)節(jié)其ph值，反滲透膜組件進(jìn)料由高壓柱塞泵提供，流量q為15lpm，在0～6mpa操作壓力進(jìn)行反滲透濃縮，濃縮液的體積是反滲透原料液的10％～30％，沼液中各種營養(yǎng)成分的濃度也得到不同程度的提高。

swro膜組件過濾：由步驟(4)得到的滲透液在0～2mpa操作壓力下進(jìn)行swro膜組件處理后，達(dá)到gb18596-2001規(guī)定的畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，可將其用于沖洗膜組件或者農(nóng)田灌溉。

實(shí)施例2

一種畜禽糞便沼液綜合處理制備液體有機(jī)肥的方法，工藝流程圖如圖1所示，沼液濃縮過程按照實(shí)施例1中的操作步驟進(jìn)行，液體有機(jī)肥的配制選取體積濃縮了6倍的濃縮液。

液體有機(jī)肥的配制：調(diào)控反滲透濃縮液的ph值，溫度等外界條件，根據(jù)反滲透濃縮液中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度，根據(jù)不用種類的農(nóng)作物對氮磷鉀等營養(yǎng)物質(zhì)的需求，向其中添加不同比例的外援營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行液體有機(jī)肥的復(fù)配，使其滿足農(nóng)作物的生長需要。

反滲透濃縮液中各種營養(yǎng)物質(zhì)含量：總鉀2.07×10⁴mg/l，總氮9.70×10³mg/l，總磷692mg/l，氨氮9.62×10³mg/l，氨基酸總量67mg/l，鐵1.74mg/l，鋅1.62mg/l，錳0.05mg/l。

以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理及應(yīng)用而采用的示范性的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不僅僅局限于此。對于本領(lǐng)域的其他普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明目的和實(shí)質(zhì)情況下，可以做出的改進(jìn)及變型也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。