[发明专利]一种循环闭式无填料高效沼液氨氮脱除养分回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及沼气工程沼液后处理氨氮去除和养分回收方法，更具体地说，本发明涉及一种循环闭式无填料高效沼液氨氮脱除养分回收方法。本发明属于污水处理、环境保护技术领域。

背景技术

利用厌氧发酵产沼气技术处理畜禽养殖废弃物、作物秸秆、生活垃圾以及其它有机废弃物，既可治理环境污染，又能实现废弃物的资源化利用，取得较好的能源、环保和经济效益在工程中得到广泛应用。厌氧发酵后剩余产物——厌氧消化液，也称为沼液，含有未被消化的有机物、氨氮、可溶性磷酸盐和粪大肠杆菌等多种物质。在大中型沼气工程中，沼液产生量大，作为肥料利用时附近农田土地全部消纳困难、远距离输送能耗大成本高，往往被就地排放到环境中，造成严重的环境污染问题，例如，水体富营养化、持续而无序地排放温室气体等，沼液不能达标排放已成为沼气工程的发展瓶颈。因此，迫切需要一种有效的沼液后处理技术工艺和设备。

目前，我国大中型沼气工程中，沼液后处理大量借鉴或直接套用城市污水处理工艺和技术，如污水好氧生物处理工艺。处理高浓度氨氮废水的方法除吹脱气提法外，其它方法一般存在工艺复杂、运行费用较高的缺陷。国内吹脱装置一般采用填料塔或塔板塔，但是由于絮凝沉积作用，填料及塔板上往往会很快产生一层积垢，形成压差，影响设备工作效率和吹脱效果。此外，沼液中含有大量的粪大肠杆菌，最大可能数为35000个/100mL，排放时基本没有经过杀灭处理。

目前实际沼气工程中还没有很好地解决上述问题。因此，开发高效沼液后处理工艺技术成为解决沼液减量化和达标排放的关键。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种循环闭式无填料高效沼液氨氮脱除养分回收方法，以解决沼液中高浓度氨氮去除、养分回收及大肠杆菌杀灭问题，使出水满足后续生物处理工序及环保要求。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案。

本发明方法，包括以下步骤：

（1）将吹脱塔和吸收装置连接成气体循环回路；

（2）将待处理沼液装入吹脱塔中，将吸收剂装入吸收装置中；

（3）将沼液中溶解气体吹脱，吸收酸性气体，提高沼液pH值；

（4）将沼液中氨氮吹脱和吸收；

（5）破除上溢泡沫；

（6）吹脱结束后，将塔内气体排放，液体沉淀；

（7）排放上清液；

（8）排放沉淀物。

本发明方法的具体工艺流程包括以下步骤：

（1）将吹脱塔和吸收装置的气流管路连通为气流循环回路状态，具体连通方法是：吹脱塔顶部抽气口和碱吸收罐进气口通过阀门及管道连通，碱吸收罐出气口和一级酸吸收罐进气口通过阀门及管道连通，一级酸吸收罐出气口和二级酸吸收罐进气口通过阀门及管道连通,二级酸吸收罐出气口和充气泵进气口通过阀门及管道连通。

（2）向吹脱塔中泵入待处理的沼液；向碱吸收罐、一级酸吸收罐和二级酸吸收罐中分别装入所需体积的碱剂、稀酸和浓硫酸；

步骤（2）中优选工艺条件为：

泵入吹脱塔中待处理的沼液液面高度至布气装置底部100～150mm；装入碱吸收罐中的碱剂液面高度为1/2罐内高度；装入一级酸吸收罐的酸液液面高度为1/2罐内高度；装入二级酸吸收罐的酸液液面高度为1/2罐内高度。

（3）启动充气泵，通过进气管向吹脱塔中沼液充气，气流从进气管上设置的小孔喷向沼液时，形成小气泡向上穿过液体进入吹脱塔顶空中，在此过程中，沼液中溶解气体和氨氮与气泡完成气液传质而成为脱离沼液束缚的游离气体进入吹脱塔顶空中，同时从塔顶抽气后吹脱塔顶空中形成低压状态，也增强了溶解气体脱离沼液传质过程；

步骤（3）中优选工艺条件为：

向塔内充气流量为10L/min，沼液温度控制在35℃～38℃之间，吹脱循环时间为10h。

（4）将步骤（3）中吹脱出来的气体经过吸收装置进行过滤和吸收处理，具体步骤是：气体先通过碱吸收罐，吸收其中的酸性气体，所述酸性气体主要是CO₂、H₂S等；接着气体通过一级酸吸收罐，吸收NH₃；最后气体通过二级酸吸收罐，吸收水蒸气或一级吸收塔未吸收干净的氨气。

步骤（4）中优选工艺条件为：

装入碱吸收罐中的碱剂为浓度是过饱和的Ca(OH)₂溶液；装入一级酸吸收罐的酸液为30%硫酸；装入二级酸吸收罐的酸液为98%浓硫酸。

（5）在步骤（3）的吹脱过程中，定期从取样口取样分析，便于了解塔内运行情况。