[发明专利]一种电渗析生产肥料的方法

说明书

本发明涉及一种电渗析生产肥料的方法，包括将沼液进行预处理，去除沼液中的悬浮性颗粒物和胶体，得到原水，之后将所述原水通入选择性电渗析系统中进行运行，所述选择性电渗析系统中设置离子交换膜，从而将所述原水分离得到二价阴离子富集液，二价阳离子富集液，一价离子富集液和淡化水，其中淡化水满足排放标准，利用富集液生产化肥，包括对所述一价离子富集液进行pH调节，之后进行蒸发处理，蒸发后的气体经硫酸吸收得到硫酸铵，蒸发后的液体结晶得到固体钾盐。本发明有效解决了选择性电渗析处理厌氧沼液后高盐度浓缩液的资源化利用问题，为沼液资源回收提供可行方案。

技术领域

本发明涉及水处理技术，尤其是一种电渗析生产肥料的方法。

背景技术

畜禽养殖业在保障城乡畜禽产品供应、促进农民增收、活跃农村经济的同时，排放的大量氮、磷等营养元素已经成为我国环境的主要污染来源，据统计，2017年养殖业水污染物排放量为，化学需氧量1000.53万吨，氨氮11.09万吨，总氮59.63万吨，总磷11.97万吨，而规模化养殖场占总排放量的70％。目前养殖场最广泛使用的处理技术是厌氧发酵法，养殖废水及粪便等进入沼气池后进行厌氧发酵，产生的沼气作为能源进行回收。养殖废水经厌氧发酵后，产生沼液可以使COD降解80-90％，但其中仍含有较高的氨氮、总氮、总磷等污染物，无法达到直接排放的标准；大多数厌氧过程产生的沼液中氨氮含量过高，也不适合直接还田，同时直接还田也受周边农田消纳能力限制，沼液无法得到有效处理，易造成二次污染。

CN110550818A公开了一种奶牛养殖废水发酵后沼液高效脱盐处理工艺，包括预处理；将沼液经过格栅过滤杂质后通入沉淀池进行沉淀处理，沉淀处理完成后过滤，收集滤液，获得初级上清沼液；絮凝、沉淀处理；向初级上清沼液中加入混凝剂和助凝剂，同时进行搅拌处理，进行固液分离得到上清沼液；膜分离处理；将上清沼液泵入纳滤装置中进行过滤，获得滤膜透析液，滤膜透析液通入电渗析器中进行脱盐及浓缩处理，获得电渗析脱盐淡水后达标排放。该方法中电渗析器仅能批次完成水的脱盐，由于浓缩液中含有大量不同类型的组分，难以进一步分离处理。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的沼液回收处理中存在的问题，提供一种电渗析生产肥料的方法，利用电渗析技术对沼液进行分离处理，得到不同价态和不同电荷类型的离子富集液，巧妙地利用这些富集液的特点和关联性，可以高效地进行肥料生产，实现沼液资源的充分利用。

沼液的传统处理方式包括直接排放和还田利用两种。由于沼液中含有大量的氨氮、磷酸盐等营养成分，及粪渣、致病菌等病源污染物，直接排放极易造成环境污染和水体富营养化。而还田利用又受远距离运输成本及周围土地消纳能力限制，平均每亩农田仅能消纳1-3头猪产生粪渣沼液，严重限制了集约化养殖的发展。通过选择性电渗析处理沼液，不仅能满足沼液达标排放的需求，同时可以获得含高浓度营养物质的浓缩液，大大削减了运输成本，也利于后续各种肥料的制备。

通过电渗析处理沼液原水，会产生高盐度的浓缩产物，呈溶液状态，由于浓缩液中营养成分配比受原水水质限制，氮磷比例严重失衡，同时高盐度的液体肥料难以直接施放。

因此，通常电渗析获得的淡化水和浓缩水两股出料，其中浓缩水含有的杂质元素多，进行提纯没有价值；由于浓缩水的高盐度，加上不满足化肥对元素比例的要求，也不能直接作为肥料使用；现有方法是转运至处理厂进行处理，但存在液体运输不便的问题。

本发明采用选择性电渗析系统中设置离子交换膜，从而将所述原水经选择性电渗析分离得到二价阴离子富集液，二价阳离子富集液，一价离子富集液和淡化水，其中淡化水满足排放标准，利用富集液生产化肥。本发明针对沼液中存在的磷酸盐、钾盐、铵盐等不同成分的营养物质，可根据其带电荷数及电性加以区分，以选择性电渗析工艺进行分离浓缩，实现不同类型化肥的分离。而传统方法难以实现此种分离要求。