[实用新型]一种生物质灰耦合污水处理系统

说明书

本实用新型涉及一种生物质灰耦合污水处理系统，包括厌氧反应罐、反应器、过滤罐和沼气储存罐；所述厌氧反应罐的输入端与污水输入管连接，所述厌氧反应罐的顶部设置有第一沼气出口，底部设置有沼液沼渣排放口；所述反应器顶部设置有输入管、第二沼气出口和加料口，所述反应器内设置有生物质灰，所述输入管的输入端设置于反应器顶部左侧，输出端伸入反应器内生物质灰内部。本实用新型通过反应池将生物质灰与沼液沼渣混合，利用生物质灰吸收沼液沼渣内的二氧化碳和硫化氢，通过生物质灰内的钙离子和镁离子与二氧化碳反应，生成碳酸钙和碳酸镁，并且通过反应池沉淀沼渣，以沉淀的方式去除碳酸钙、碳酸镁、生物质灰和沼渣。

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种生物质灰耦合污水处理系统。

背景技术

沼气发酵是指有机物质(如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合气体的过程。沼气发酵系统基于沼气发酵原理，以有机废弃物处理和能源生产为目标，最终实现沼气、沼液、沼渣的综合利用。其中沼气作为清洁的可再生能源，可以直接用于家庭日常功能，或者通过热电联产向周围供电供热，沼气使用过程中产生的二氧化碳(CO₂)返回到大气中不会导致温室气体的增加，因此，在能源利用过程中能够实现CO₂的近零排放，具有重要的环境效益。同时，沼液和沼渣也是优质的有机肥，在农业生产应用中可实现化肥和农药的减施增效。但现阶段中国主要大中型沼气工程均采用成熟的湿式厌氧发酵技术，沼液的产生量大，如果长期在单位面积上集中施用沼液或直接将沼液排放进入水体，不仅严重污染水体环境，还会破坏生态系统，因此，沼液必须经过合理的处理和处置后，才不会对环境产生破坏。与此同时，高氨氮、高COD(化学需氧量)等特点，加大了沼液处理的难度。因此，探究适宜的沼液处理技术，使沼液能够得到高效处理利用，并防止环境污染非常有必要。

另外，沼气在新能源利用领域具有十分重要的作用和地位，对于缓解温室效应有着极大的意义。沼气提纯的主要目的是为了使沼气达到生物天然气成分标准，去除沼气中CO₂、硫化氢、水汽、硅氧烷等杂质，使之转化为CH₄浓度更高的生物天然气，从而拓展沼气的应用范围。目前沼气净化提纯工艺一般是分段进行，即将H₂S脱除和CO₂分离分开进行，投资大，能耗高，占地面积较大。因此，采用低成本的方法同时实现H₂S的脱除和CO₂的分离，是具有非常重大的意义的。

生物质灰是生物质直接燃烧产生的固体残渣，具有来源广泛的特点。据统计，全球每燃烧70亿吨生物质，就会产生约4.8亿吨的生物质灰，由于处理方法的局限性，只能将其就地掩埋或者集中堆放处置，极易引发环境的二次污染。如何有效利用生物质灰成为了亟需解决的问题。因生物质中含有较多的钾、钠、钙、镁等碱金属元素，在生物质直接燃烧后，会以CaO、MgO、K₂O、Na₂O等氧化物的形式残留于生物质灰中，除此之外，生物质灰中还含有较多的SiO₂和P₂O₅。同时，相较于粉煤灰，虽然生物质灰与其在化学特性上非常相似，都主要由碱金属氧化物组成，但生物质灰的重金属含量远远低于粉煤灰，其应用安全性更高。因此生物质灰在酸性土壤处理、土壤增肥等农业领域具有很好应用前景。然而，生物质灰在土地利用方面也存在问题，主要是生物质灰的碱度过高，长期直接施用，生物质灰中碱金属元素的溶解，会使得表层土壤的pH值不断升高，对土壤微生物活性、地表植被和植物生长可能造成不利影响，甚至会降低地表植被覆盖率。因此，如何降低生物质灰的碱度是解决生物质灰在农业领域应用的主要问题。另外，生物质灰中的CaO、MgO是矿化固碳的理想原料，其在溶液中可与CO₂反应生成碳酸钙或碳酸镁沉淀，从而永久安全地固定CO₂，实现CO₂负排放，此反应放热量高，能有效降低固碳能耗，具有很好的固碳前景。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种生物质灰耦合污水处理系统。