[发明专利]一种沼液共沉淀-电渗析净化工艺

说明书

本发明公开了一种沼液共沉淀‑电渗析净化工艺，属于农业环境治理技术领域，该净化工艺包括以下步骤：S1、沼液共沉淀：以CaO‑AlCl₃为共沉淀剂，将沼液在共沉淀装置中进行共沉淀，得到含真溶态小分子有机物及高量氨氮的真溶液A液；S2、电解‑电渗析：将步骤S1得到的含真溶态小分子有机物及高量氨氮的真溶液A液引入电解‑电渗析装置，参考极限电压，调高直流电压，以使氨水转变成铵离子后经电渗析过程与真溶液A液分离而浓缩，得到达标淡水。本发明解决了当前养殖场沼液对环境的污染问题，可去除沼液中的COD、水溶性磷、重金属、氨氮、抗生素。

技术领域

本发明涉及农业环境治理技术领域，更具体地说，它涉及一种沼液共沉淀-电渗析净化工艺。

背景技术

规模化养殖场是全社会肉食的供给源。规模化养殖场产生的有机废水、部分有机固体废弃物通常汇入沼气池通过厌氧发酵产生沼气作为再生能源，产生的沼渣、沼液也被视为可回归农地的庄稼肥料。但在中国南方丘陵平原区，降水多，农地地势低洼的稻田，规模养殖场排出的沼液进入稻田往往形成富营养化污染，对耕地和水体环境质量造成严重危害。因此对沼液的净化是当前尚待解决的重大环境课题。

针对南方养猪场沼液的处理，近年来在中国南方广泛推行“曝气生物氧化法去除可生化有机质-絮凝法降低COD^-吹脱法除氨氮”的组合工艺降低沼液中COD、氨氮等污染物含量(类似发明专利如201110147233.0)，但这种工艺耗能高，处理效果也不够理想，同时也无法降低沼液中的抗生素含量，客观上导致养殖场主实施意愿不足。

当前推广的另一种降低沼液污染物的方式是利用稻田、氧化塘等湿地稀释沼液氨氮浓度，再利用菌藻等生物吸收氨氮，从而达到降氨的目的(如发明专利201210018944.2、202010122002.3、202110173831.9、201710041473.X)。该类方法中，沼液难降解的胶体态和颗粒态有机质在稻田湿地沉淀，实现COD含量降低，同时还可收获菌藻作为动物饲料。该模式降低沼液氨氮效果较好，但也存在不可克服的局限。第一，沼液中大量的抗生素不能去除，对环境仍存在污染威胁；第二，该法的实施需要大面积的稻田等湿地，而一般的养殖场大多不具备这种条件；第三，沼液长时间存留于稻田中，它向下渗漏导致地下水污染。

针对沼液氮磷的回收利用，在国内外研究和应用较多的方法是鸟粪石法(如发明专利201410062868.4)和沼液高温蒸发氨氮吸收法(如发明专利201610603815.8)。前者是通过鸟粪石结晶法固定沼液中的磷和氨氮，后者是通过煮沸沼液使氨蒸发再用酸液吸收。这两种方法处理目标主要针对沼液中氮磷的回收，但工艺过程忽略了对沼液抗生素的处理，且这两种方法工艺较复杂，成本较高，在国内难以推广。

在应用研究方面，国内有学者研究了负压浓缩法(如发明专利201510407545.9)和纳滤浓缩法实现沼液体积减量化的可行性。研究发现，虽然这两种方法一定程度上降低了沼液的体积，但前者浓缩氨氮效率低，后者运行须保持较低pH值，且二者耗能高，可行性低。

另外，国内也有利用超声波+SBR法、电化学法、微波法+AOPs(高级氧化法)降解沼液有机质、氮磷及抗生素的研究报道，这些方法的机理都是通过增强对沼液污染物的氧化效率来提高沼液中污染物的去除率，试验效果较好。但超声波、微波的应用需要消耗大量电能，电化学技术实施的过程中也存在反应器易堵塞、布水不均等问题，且多数研究都处于初级试验阶段，工艺路线尚不成熟，处理成本高，在应用实践上的报道甚少。

综上可知，前人目前还没找到一条经济有效的沼液净化方法和思路。有鉴于此，本发明提供一种可彻底去除沼液COD、水溶性磷、重金属、氨氮、抗生素的工艺。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种沼液共沉淀-电渗析净化工艺，其解决了当前养殖场沼液对环境的污染问题，可去除沼液中的COD、水溶性磷、重金属、氨氮、抗生素。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：