[发明专利]基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统

权利要求书

1.基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统，其特征在于，包括厌氧发酵装置(1)、固液分离装置(2)、沼液循环箱(4)、直接接触膜蒸馏装置(7)、磷铵溶液循环箱(8)、接收液解吸塔(13)、低氮沼液储存罐(15)和沼气提纯吸收塔(16)，所述厌氧发酵装置(1)用于对高有机负荷的废水进行厌氧发酵，并将得到的初步沼液输送至固液分离装置，将沼气输送至沼气储存罐，所述固液分离装置(2)用于对初步沼液进行固液分离，将分离后的沼液输送至沼液循环箱(4)，沼液循环箱(4)的出口通过沼液加热器(6)连接至直接接触膜蒸馏装置(7)的壳程入口，所述直接接触膜蒸馏装置(7)的壳程出口通过回流输送管连接至第一三通管入口，所述第一三通管两个出口分别通过第一连通管和第二连通管连通沼液循环箱(4)和低氮沼液储存罐(15)，所述第一连通管上设置有第一阀门；

中空纤维膜的管程出口连通磷铵溶液循环箱(8)，磷铵溶液循环箱(8)出口连接至第二三通管入口，所述第二三通管的第一出口连通至中空纤维膜的管程入口，第二出口通过第二阀门连通至接收液解吸塔(13)，所述接收液解吸塔(13)用于对吸收氨氮至饱和的接收液磷酸氢二铵溶液进行解吸，得到浓氨水以及低氨负荷的磷氨溶液，并将低氨负荷的磷氨溶液输送至磷铵溶液循环箱(8)中，将浓氨水输送至氨水储存罐(14)，所述磷铵溶液循环箱(8)内设置有第一pH传感器；

所述直接接触膜蒸馏装置(7)用于通过中空纤维膜中的磷铵溶液吸收掉沼液中的氨氮后得到低氮沼液，并将所述低氮沼液通过回流输送管输送至沼液循环箱(4)中，所述回流输送管上设置有氨氮浓度传感器，所述低氮沼液储存罐(15)入口连接沼气提纯吸收塔(16)的液体入口，所述沼气储存罐的出口连接沼气提纯吸收塔(16)的气体入口，沼气与低氮沼液在沼气提纯吸收塔(16)中逆向流动，沼气提纯吸收塔(16)用于通过吸收沼气中的CO₂使得低氮沼液储存罐(15)内的沼液pH降低；所述低氮沼液储存罐(15)内设置有第二pH传感器，所述低氮沼液储存罐(15)下方设置有沼液排放口，所述沼液排放口上设置有第三阀门，沼气排放口上设置有CO₂浓度传感器和第四阀门。

2.根据权利要求1所述的基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统，其特征在于，所述第二阀门和接收液解吸塔(13)之间还顺次设置有磷铵溶液储存罐(11)和第二磷铵溶液泵(12)。

3.根据权利要求2所述的基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统，其特征在于，所述磷铵溶液循环箱(8)内设置有第二温度传感器。

4.根据权利要求3所述的基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统，其特征在于，所述第一出口和中空纤维膜的管程入口之间顺次设置有第一磷铵溶液泵(9)和磷铵溶液加热器(10)。

5.根据权利要求3所述的基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统，其特征在于，所述氨氮浓度传感器检测沼液中氨氮浓度低于预设浓度时，第一阀门打开，沼液循环箱(4)中的沼液被排放至低氮沼液储存罐(15)，并将低氮沼液储存罐(15)中的低氮沼液和沼气储存罐中的沼气分别通入沼气提纯吸收塔(16)内，当低氮沼液储存罐(15)中的第二pH传感器显示罐内pH值低于7.0时，第三阀门打开，低氮沼液被直接排放至农田用于施肥，若CO₂浓度传感器显示沼气中CO₂浓度低于4％，第四阀门打开，排出提纯过后的天然气，可得到的天然气产量由沼气中CO₂量与高pH低氮沼液的脱碳容纳量决定。

6.根据权利要求3所述的基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统，其特征在于，当所述第一pH传感器检测磷铵溶液循环箱(8)内溶液的pH高于8.0时，第二阀门打开，磷铵溶液循环箱(8)中的磷铵溶液进入磷铵溶液储存罐(11)，磷铵溶液储存罐(11)中的磷铵溶液通过第二磷铵溶液泵12进入接收液解吸塔(13)，接收液解吸塔(13)内的磷铵溶液在温度90℃和压力40kPa的条件下被解吸60min，得到浓度为2-3mol/L的浓氨水以及氨负荷为1.5的磷氨溶液，浓氨水被排入氨水储存罐(14)，磷氨溶液回流入磷铵溶液循环箱(8)。