[发明专利]一种连续的沼液选择性电渗析方法

说明书

本发明涉及一种连续的沼液选择性电渗析方法，包括如下步骤：1)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，原水在选择性电渗析装置中循环一段时间，当其电导率小于0.5mS/cm后，即可完成对养殖废水的处理将其排出，得到一价离子富集液、二价阴离子富集液、二价阳离子富集液和电导率≤0.5mS/cm，氨氮浓度≤20mg/L，总磷浓度≤5mg/L的淡化水。该方法相比传统生物法，具有运行成本低、处理效果稳定、处理速度快、不易受季节温度变化影响、占地面积小、无二次污染的优点，并可将沼液中的营养物质浓缩，实现资源循环利用。

技术领域

本发明涉及水处理技术，尤其是一种连续的沼液选择性电渗析方法。

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。

专利申请CN106976936A公开了一种利用选择性电渗析从沼液中分离浓缩养分的方法，包括以下步骤：采用预处理方法去除沼液中的悬浮性和胶体性颗粒物，然后固液分离，将上清液泵入设置有阴阳离子选择性交换膜的电渗析系统进行PO₄^3-、NH₄⁺、K⁺的分离和浓缩；当分离浓缩完成后，选择性电渗析系统所得的极液1为含PO₄^3-浓缩液，极液2为含NH₄⁺与K⁺的浓缩液。采用电渗析进行沼液分离实验具有可行性，但要实现工业运用还存在一些难题。首先是电渗析过程长时间的连续运行问题，随着电渗析过程的进行，系统中溶液的电导率下降，不仅使得电渗析的效率下降，而且所得到的浓缩液盐度降低，出现无效回收。因此，上述方案仅能进行单一批次生产和循环，不能长时间连续运行，也就不能处理连续物料。

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，没有涉及连续电渗析过程，同时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选择性电渗析方法无法连续生产的问题，提供一种连续的沼液选择性电渗析方法，将沼液中高浓度的一价离子(NH₄⁺、K⁺等)、二价阴离子(PO₄^3--P、SO₄^2-等)、二价阳离子(Ca²⁺、Mg²⁺等)分别回收到浓水室、产物1室及产物2室中，有利于厌氧沼液的无害化、资源化、减量化，提高沼液的资源利用率。

本发明提出了使选择性电渗析从单一批次循环运行变为多批次长时间连续运行模式的一种可行方法，使得到的产物液浓度成倍提升，大大提高了养分回收的效率，降低运行成本。