[发明专利]一种利用改性粉煤灰处理沼液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废物资源化利用和污水净化处理技术领域，特别涉及一种固体废物经处理后应用于沼液处理的新方法，属于沼液处理技术领域。

 

背景技术

沼气是一种可再生的清洁能源，发展沼气工程是我国能源战略的重要组成部分，对于缓解国家能源压力具有重大的现实意义。近年来，随着沼气工程的建设和推广应用，沼液的污染问题既成为了人们关注的焦点也是当前亟待解决的难题。沼液是一种优质的有机肥，随着养殖业大量采用配合饲料，导致沼液的主要成分及含量发生了明显的变化，除了作物营养成分以外，还存在重金属离子、农药残留物以及致病菌等。若将其直接排放，将对环境造成极大的破坏。目前对于沼液的净化处理技术研究不多，主要有人工湿地法、膜生物反应器法和藻类净化处理法等。由于沼液中残留有兽药和重金属离子等有害成分，会导致人工湿地毒化，失去生态净化功能。有科研工作者分别采用膜生物反应器和藻类对沼液进行了净化处理，也取得了一些显著成果。但是面临我国沼气工程的不断发展，沼液的产生量大，对于沼液的净化处理技术的进一步研究是十分必要的。

专利“一种沼液循环利用与净化处理系统”（CN201923919），存在设备投资较大、处理能力也不会太高的缺点；专利“一种利用矿化垃圾处理畜禽废水的方法”（CN144516A），采用矿化垃圾作为生物填料来净化处理畜禽废水中，它必须对畜禽废水进行前期的预处理——厌氧处理和粗滤，这使得整套操作过程较为繁琐并且耗时。综上，虽然目前对沼液的净化处理有一定程度的研究，但由于投资费用以及运营成本的限制，很难实现真正意义的工业化。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种投资少、运营成本较低、操作简便、处理效果好的利用改性粉煤灰处理沼液的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用改性粉煤灰处理沼液的方法，其处理步骤为：

1）首先通过机械格栅粗滤使得沼渣和沼液分开，并将沼液引入反应池中；

2）向反应池中加入沼液质量0.5%~35%的改性粉煤灰，并使改性粉煤灰粉末与沼液混合充分（比如可用搅拌棒搅拌或通入气体鼓泡进行搅拌使之充分混合，搅拌棒搅拌速率为10~300rpm），保持反应时间为5~200min；

3）待反应结束以后，分离出改性粉煤灰和经预处理后的沼液，经预处理后的沼液再在SBR池中连续曝气30-240min，沼液即可实现达标排放，分离出的吸附了氨氮化合物的改性粉煤灰可作为某些特种肥料的基肥。

所述改性粉煤灰可以通过如下方法获得，首先将粉煤灰置于氢氧化钠溶液中（粉煤灰与氢氧化钠溶液的量满足钠硅比Na₂O/SiO₂为0.8-3.5）进行搅拌溶解，其中氢氧化钠的浓度为1.0~5.5 mol·L^-1，反应温度为80~130℃，反应时间为2~48h；必要时添加少量的硅源或铝源，然后在30~130℃下晶化反应2-48小时，使得粉煤灰中的硅铝成分尽可能的转化为沸石分子筛，再依次经过滤、洗涤和烘干，即得到改性粉煤灰。

所述改性粉煤灰也可以通过如下方法获得，首先将粉煤灰与碳酸钠或者氢氧化钠（粉煤灰与碳酸钠或者氢氧化钠的量满足钠硅比Na₂O/SiO₂为0.8-3.5）混合，在500~850℃条件下焙烧1~8h；然后将焙烧产物移入反应釜，加入适量的水（加入水的量由水钠比控制，本发明水钠比H₂O/Na₂O为50~160），必要时添加少量的硅源或铝源，在30~130℃下进行晶化反应2-48小时，使得粉煤灰中的硅铝成分尽可能的转化为沸石分子筛，再依次经过滤、洗涤和烘干，即可得到改性粉煤灰。 

进一步地，在进行晶化反应之前先进行陈化处理，其中陈化时间为2~48小时，陈化温度为室温。

所述晶化反应分为前期的预晶化反应阶段和后期的晶化反应阶段，其中预晶化反应阶段反应温度为30~80℃，反应时间为1~24h；后期晶化反应阶段的反应温度为80~130℃，反应时间为1~24h。

目前沼液的处置模式基本上都是以无害化方式进行，没有对沼液中的氨氮进行回收利用。本发明利用改性后的固体废物（粉煤灰）预处理+SBR处理的工艺来净化处理沼液，实现了粉煤灰和沼液中氨氮的资源化利用，以资源化实现了无害化。本发明既实现了沼液中氨氮的回收利用，又解决了直接生物处理法处理沼液成本高的问题，本发明综合处理成本只有直接生化法处理的50%。