[发明专利]一种沼液高效生态处理系统及其处理方法、高值利用方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种沼液高效生态处理系统及其处理方法、高值利用方法。

[背景技术]

由于厌氧沼气发酵技术既能够减量化和无害化处理有机废弃物，又能够获得清洁能源沼气，尤其近几年，随着国家在政策和财政上的大力支持和示范推广，沼气工程已经成为规模化畜禽养殖场废弃物和轻工业有机废水（废渣）的重要处理手段。据不完全统计，截至2010年，有畜禽养殖废弃物大中型沼气工程4700多处，工业有机废弃物沼气工程1600多处，总共年产沼气40亿立方米，其中规模最大的畜禽养殖废弃物沼气工程日产气2万立方米（装机容量3兆瓦）。然而，沼气工程不能彻底解决污染问题，沼气产生的发酵残余物如果得不到有效处理或利用，将会造成二次污染，特别是集约化畜禽养殖业畜禽粪污排放量大，而养殖场周围没有足够的土地对发酵残余物进行消纳，使得种植业和养殖业严重脱节，导致发酵残余物在一定区域内过剩而造成污染。

对于大中型沼气工程的发酵残余物通常采用固液分离处理，获得沼渣和沼液。沼渣由于其合适的含水率和较高的肥效，可直接或经过简单加工后作为商品有机肥运输送至需要肥料的地方进行销售，其销售收入远远大于运输成本。然而，沼液的主要成分是水，具有肥效的成分浓度较低，如果作为液体肥出售，其销售收入还不能抵消运输成本；而如果随意排放又会造成环境污染，因为沼液的相关指标远远不能达到畜禽养殖业污染物排放标准（GB 18596-2001）或农田灌溉水质标准（GB5084-92），见表1。因此，沼液的有效处理和消纳是制约沼气工程发展，尤其是大中型沼气工程发展的关键因素之一。

表1

如上表1所示，沼液主要含有无机和有机固体杂质、水溶性氮、磷、钾等营养成分，某些情况下还含有水溶性重金属，因此，沼液的处理实质上是将上述成份从沼液中转移出去，避免上述成份的随意排放造成水体或土壤富营养化和重金属超标。

现有技术中的很多沼液处理系统或方法，基本上都是采用机械设备进行处理，比如吸附、过滤处理、浓缩、杀菌等，然而并未从根本上解决沼液的处理问题，还是会造成一定的环境污染，不能使沼液符合排放标准。

[发明内容]

本发明提供了一种沼液高效生态处理系统及其高值利用方法，其采用生态平衡处理方法对沼液进行处理，能从根本上解决沼液的处理问题，避免沼液的随意排放造成水体或土壤富营养化和重金属超标，使沼液达标排放或回用，提高沼气工程的经济效益。

本发明的技术方案是：

一种沼液高效生态处理系统，包括依次连通的沼液储存池、一级水生植物塘、二级水生植物塘，在所述沼液储存池里设有搅拌装置，所述一级水生植物塘水面上种植凤眼莲，水面下种植沉水植物，所述二级水生植物塘里种植挺水植物；

并在所述一级水生植物塘底部设有输出二氧化碳的爆气装置，在所述一级水生植物塘水面上、下和所述二级水生植物塘上方分别设有发光装置。

进一步地，还包括设置在所述沼液储存池和一级水生植物塘之间的微生物燃料电池，所述微生物燃料电池的输入口与所述沼液储存池的输出口连通，所述微生物燃料电池的输出口与所述一级水生植物塘的输入口连通；所述微生物燃料电池的二氧化碳出气口与所述爆气装置的输入口连接，所述微生物燃料电池的电能输出端与所述发光装置连接。

进一步地，在所述微生物燃料电池、一级水生植物塘、二级水生植物塘外面还设置有温室大棚。

进一步地，所述挺水植物为食用型挺水植物。

进一步地，所述凤眼莲、沉水植物和挺水植物分别种植在网箱上。

进一步地，所述爆气装置的输入口还与沼气利用尾气出口连接。

一种如上所述的沼液高效生态处理系统的处理方法，包括步骤：

收集经固液分离后得到的沼液置于沼液储存池里，经过搅拌装置搅拌均匀后排入微生物燃料电池的阳极室里；

沼液在产电微生物的代谢作用下降解利用有机质，降低沼液的化学需氧量和生化需氧量，并获得电能和产生二氧化碳，获得的电能对供发光装置供电，产生的二氧化碳经过爆气装置输出到一级水生植物塘里；沼液在微生物燃料电池里停留1-4天后，排入一级水生植物塘；