专利名称：一种治理养猪场废水发酵后沼液的闭路循环工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于环境工程领域和废物资源化技术领域，具体涉及一种养猪发酵沼液高浓度废水的闭路循环工艺。
背景技术：
20世纪60年代以来，我国畜禽养殖业逐步由农村副业发展成为相对独立的农村经济的支柱产业，规模化畜禽养殖业迅猛发展，年均增幅接近10%。然而随着畜禽场规模的扩大，养殖场粪便的排放趋于集中，严重超过当地的环境承载力，给周围居民的生产生活环境带来巨大的压力，使养殖场粪便的污染问题也日益成为人们关注的焦点。目前大量畜禽粪便的主要通过厌氧微生物降解处理高浓度有机废水的处理方式即沼气工程，形成的大量沼液因运输不便、处理成本等原因，导致大部分沼液直接排入环境，造成环境水体富营养化、地下水中的硝态氮浓度增高及区域土壤富营养化等。因此，如何合理处理沼液，使其资源化，成为众多专家学者和各级政府重点探讨的热点问题。目前，虽然国内外对沼液通过自然处理、好氧、厌氧和厌氧-好氧处理法等常规末端处理的方法实现其排放标准，但是存在投资大运行成本高，且不产生任何经济效益等问题。同时，沼液含有丰富的有机质、腐殖酸、氮、磷、钾、微量元素等营养成份及氨基酸、维生素、酶等生命活性物质，可作为优质高效的有机肥料，如沼液研制新型液体肥料、新型农药、 新型生长调节剂和饲料添加剂等产品，能显著地改良土壤的理化结构，还可增强作物抗性， 减少污染。但是，沼液直接利用还存在以下几个问题亟待解决(1)长期以来，由于沼液的利用成本、运输、效果等因素造成沼液没有得到科学、合理的利用，因此容易对环境容易还造成二次污染；(2)沼液含有重金属和其他一些有害物质，这给沼液的综合利用带来很大困难，因此急需加强沼液安全性的研究，以推动沼液更广泛的应用；(3)种植业和养殖业之间缺少沟通和协作而存在的种养不平衡，施肥季节性和沼液连续性等问题，也造成了沼液不能充分的利用。综上所述，由于缺乏足够的研究和认识，造成沼液利用的潜力没充分挖掘。因此，如何防治污染，提高生产效益，降低生产成本，增加效益，是目前我国沼液资源化过程中面临的严峻问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、投资少、运行成本低，不但可以实现废水零排放，而且是一种可以综合利用率高、生态效果好、经济性好的治理养猪发酵沼液高浓度废水的闭路循环工艺。本发明提出的治理养猪发酵沼液高浓度废水的闭路循环工艺，具体步骤如下
(1)将沼液废水加入到调节池中，同时调节池中加入回流的结晶母液，热絮凝-过滤法去除沼液废水中的发酵菌，得到菌体蛋白和除菌母液；
(2)除菌母液浓缩，得到凝结水和结晶晶浆；
(3)结晶晶浆送至脱盐器内离心分离，得到结晶盐及结晶母液；(4)取出部分结晶母液喷雾干燥生产有机复合肥，其余结晶母液回流到养猪沼液高浓度废水调节池，使物流主体构成闭路循环圈。依次类推，物流主体实现无限循环。本发明中，步骤(I)中所述热絮凝-过滤法中，控制温度为80_120°C，保温时间为 2-25分钟，且添加纤维质助滤剂后过滤发酵菌。本发明中，步骤(2)中除菌母液浓缩倍数为2-8倍。本发明中，步骤(3)中结晶晶浆离心分离时可加硫酸或硫酸钠，控制温度 20-120°C，pH值为4. 0-8. O下结晶脱除硫酸盐。本发明消除了养猪沼液高浓度废水排放对环境造成的严重污染，同时得到了菌体蛋白、结晶盐、有机复合肥等三个产品，浓缩中的蒸发冷凝水又可作为养猪场生产用水得到利用。由于本发明实现了物流主体的无限循环和蒸发冷凝水的循环使用，使得废水中的物质作为生产产物得到了充分的提取，因此本发明的第一个优点是较彻底地解决了发酵后沼液高浓度废水的环境治理问题；第二个优点是对原为废物的菌体蛋白、重金属、氮磷等营养元素进行了有效的分离，成为有经济价值的三大产物，热的蒸发冷凝水的循环使用既节约用水又节约了加热热量，因而经济性好。
图I为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式以下结合有关设备对本发明进一步阐述
首先，在调节池中加入回流的结晶母液，将沼液废水加热至110°C停留5分钟，沼气发酵菌絮凝后加纤维质助滤剂板框过滤或用其他方法除去；接着，除菌母液在浓缩器内浓缩 2-8倍并结晶，得到冷凝水和结晶晶浆；结晶晶浆送至脱盐器内加硫酸或硫酸钠(也可不加)，在20-120°C再离心分离得到结晶盐和结晶母液；最后，一部分部分结晶母液经喷雾干燥生产有机复合肥，另一部分结晶母液回流到沼液高废水调节池中，物流主体构成一个闭路循环圈。本发明解决了养猪场废水发酵后沼液排放对环境造成的严重污染，同时得到了菌体蛋白、结晶盐、有机复合肥等三个产品，浓缩中的蒸发冷凝水又可作为养猪场生产用水得到利用。实施例I :
首先，沼液废水3000ml加热至110°C，维持4分钟后加入纤维质助滤剂GK-250 (上海摩纤事业有限公司提供)0. 5%，布氏漏斗过滤并洗涤滤饼一次，得到除菌母液2960ml，湿滤饼50g ;接着，除菌母液浓缩5倍后，加硫酸调ph值5. 5-7. 5之间，温度10_80°C下脱盐，离心后得到硫酸盐100kg，脱盐浓缩结晶母液400ml ;最后，结晶母液继续干燥得到有机复合肥约120g。实施例2
每天60m3沼液废水，计量泵入混合槽并均匀加入ISm3的结晶母液，混合后加热至 IOO0C，10分钟，菌体絮凝后加I. Okg纤维质助滤剂，板框过滤得到菌体7. 5kg(含水率64%) 和除菌母液70. 5 m3,除菌母液用泵打入多效浓缩系统浓缩并结晶，浓缩同时结晶后得到晶浆23 m3和冷凝水47. 5m3，晶浆经离心机分离得到硫酸盐约I. 5吨和结晶母液22m3，取出4 的结晶母液喷雾干燥后作为有机复合肥，其余18m3母液用本送入混合槽，开始下一轮循环操作。
权利要求
1.一种治理养猪场废水发酵后沼液的闭路循环工艺，其特征在于具体步骤如下(1)将沼液废水加入到调节池中，同时调节池中加入回流的结晶母液，热絮凝-过滤法去除沼液废水中的发酵菌，得到菌体蛋白和除菌母液；(2)除菌母液浓缩，得到凝结水和结晶晶浆；(3)结晶晶浆送至脱盐器内离心分离，得到结晶盐及结晶母液；(4)取出部分结晶母液喷雾干燥生产有机复合肥，其余结晶母液回流到养猪沼液高浓度废水调节池，使物流主体构成闭路循环圈。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(I)中所述热絮凝-过滤法中，控制温度为80-120°C，保温时间为2-25分钟，且添加纤维质助滤剂后过滤发酵菌。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(2)中除菌母液浓缩倍数为2-8倍。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(3)中结晶晶浆离心分离时可加硫酸或硫酸钠，控制温度20-120°C，pH值为4. 0-8. O下结晶脱除硫酸盐。
全文摘要
本发明涉及一种治理养猪场废水发酵后沼液的闭路循环工艺，具体步骤为先去除沼液废水中的菌体，得到菌体蛋白和除菌母液；除菌母液经浓缩结晶，得到冷凝水和结晶晶浆，结晶晶浆再离心分离得到结晶盐和结晶母液；一部分部分结晶母液经喷雾干燥生产有机复合肥，另一部分结晶母液回流到沼液高废水调节池中，物流主体构成一个闭路循环圈。本发明解决了养猪场废水发酵后沼液排放对环境造成的严重污染，同时得到了菌体蛋白、结晶盐、有机复合肥等三个产品，浓缩中的蒸发冷凝水又可作为养猪场生产用水得到利用。
文档编号C02F9/04GK102583835SQ20121006426
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者周婧斐, 周雪飞, 张亚雷, 张敏, 张郁慧, 沈峥 申请人:同济大学