[发明专利]基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统

说明书

本发明涉及一种基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统，系统的直接接触膜蒸馏装置的壳程出口通过回流输送管连接至第一三通管入口，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和低氮沼液储存罐，第一连通管上设置有第一阀门；直接接触膜蒸馏装置中采用磷酸一氢铵作为氨氮接收液，在吸收沼液中的氨氮至饱和后将此时的接收液磷酸氢二铵溶液输送至接收液解吸塔中，解吸氨氮过后可得到浓氨水以及低氨负荷的磷铵溶液，该溶液可以作为接收液回收至膜蒸馏装置中作为接收液循环使用。本发明中从农业有机废水中得到的绿色氨水既可作为产品直接出售，也可作为CO₂吸收剂用于提纯沼气，有效固定CO₂，有利于碳减排。

技术领域

本发明涉及废水处理与碳中和技术领域，具体的讲是基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统。

背景技术

人们对畜禽类食物需求日益增加的同时，我国农业有机废水的污染也变得日益严重，其来源主要有养殖场以及屠宰场产生的废水等。农业有机废水在未经处理时直接排入江河湖海会导致水体发黑、变质、污染等，将严重影响附近居民的身体健康和生活环境。而传统的畜禽养殖场废水处理装置一般成本高，处理废水效果差，特别是废水中的废渣，往往直接排出，对环境影响很大。

现有的农业废水处理技术主要有厌氧发酵法、活性污泥法、生物膜反应器法等，目前这些方法在国内受到了普遍的应用，然而在处理过程中也普遍存在着能耗高成本高的问题，这也导致了高碳足迹的问题。若能在此基础上实施资源回收，则可大幅降低碳足迹。

氨水是重要的化工原料，也可以作为CO₂吸收剂，在碳中和的大背景下，若能从废水中回收氨氮，则既可实现资源的有效整合利用，又可固定CO₂有助于实现碳中和的目标。

现有从废水中回收氨氮的方法主要有电渗析、气体吹脱、减压膜蒸馏等。电渗析能耗较高，一般用于低浓度的氨氮回收，而减压膜蒸馏可直接回收氨水但不适用于回收低浓度的氨氮，且回收得到的氨水浓度较低，不便于直接应用，亟需提高回收氨水的浓度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

基于厌氧发酵和膜蒸馏的绿色氨水回收系统，包括厌氧发酵装置、固液分离装置、沼液循环箱、直接接触膜蒸馏装置、磷铵溶液循环箱、接收液解吸塔、低氮沼液储存罐和沼气提纯吸收塔，所述厌氧发酵装置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，沼液循环箱的出口通过沼液加热器连接至直接接触膜蒸馏装置的壳程入口，所述直接接触膜蒸馏装置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和低氮沼液储存罐，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，磷铵溶液循环箱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，所述接收液解吸塔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中，将浓氨水输送至氨水储存罐，所述磷铵溶液循环箱内设置有第一pH传感器；