一种沼液膜浓缩分离制备沼液肥循环生产工艺技术领域
本发明涉及一种沼液膜浓缩分离制备沼液肥循环生产工艺。
背景技术
随着农村能源的发展，沼气工程发展迅速，沼液的去向成为新的环境问题。虽然，
沼液是一种很好的肥料，但由于其排放量大，无法储存；沼液连续排放与季节性需肥和灌溉
的矛盾很难解决；长距离运输能耗大成本高，无法实现产业化运行。为此，本项目引进新的
产业化循环利用模式，制备沼液纳滤膜分离浓缩技术，将沼液浓缩5倍(如100吨沼液变成20
吨浓缩液和80吨水)，分离的水循环利用，浓缩沼液可以储存和运输并制备沼液配方肥和营
养液，为设施农业和灌溉施肥提供优质液体肥料，实现沼液循环利用的产业化模式，为生态
循环农业发展和水环境保护提供技术支撑。
但是，近年我国规模化养殖场的数量及集约化程度不断提高，导致畜禽粪污的环
境污染问题日益严重。据统计，至2007年全国畜禽粪污总排放量达30亿t以上，总COD排放量
7700万t以上，是全国工业和生活污水COD排放总量的5倍多。对于畜禽粪污污染的控制，以
厌氧发酵为主要技术单元的畜禽粪污沼气工程逐渐得到广泛应用及关注，至2010年底大中
型沼气工程达66978.5万立方米。
大型沼气工程工艺从不同的角度分为不同的类型。按工程目的分为能源生态型
(沼液不排放)和能源环保型(沼液达标排放)，按处理原料分处理生活有机废物型、处理畜
禽粪污工程型和处理工业有机废水型。绝大多数沼气工程是处理畜禽粪污工程型，且主要
处理养猪场的废水。
目前，我国对沼液的综合利用研究较为简单，主要偏重于沼液对土壤、农产品产量
和品质方面的研究，对于沼液安全性和沼气工程运营机制和沼气及其副产品经济合理利用
方式及其组合，却少有所报道。主要表现在以下方面：
(1)沼液利用的安全性研究不足。规模化养殖场中饲料添加剂滥用已经十分普遍，
沼液是禽粪便厌氧发酵后的产物。因此，若无视重金属和抗生素的控制措施，则可能造成沼
液中抗生素和重金属的超标。土地利用过程中抗生素和重金属被作物吸收而进入食物链，
影响人身体健康。同时，大量沼液投入大田后，通过渗漏、淋溶、径流等作用还会污染临近水
体。单位面积耕地容纳、消解沼液的潜力还会受土壤质地、地下水位、作物类型，气候因子等
多因素的综合影响，因此，加强这方面的监测和研究，十分必要。
(2)沼液对土壤和作物的影响机理研究不足。大多停留在沼液对作物产量、品质和
预防虫害的影响，缺乏深入系统的理论研究，尤其是沼液对作物营养机制、生理效应和防虫
机理方面的研究比较缺乏。
(3)沼气工程运营机制和沼气及其副产品经济合理利用方式及其组合研究不足。
目前，沼液的处理均属于以政府为主导，规模化养殖场对于沼液的处理始终处于被动状态。
并且沼液在实际应用中，特别在异地利用过程中，沼液的运输和储存问题，直接制约着沼液
的普遍使用性。引入市场化机制，推动沼液产业化的发展，有着迫切的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够完善地解决困扰沼气工程中的沼液污
染问题，且处理工艺优越，设备自动化程度高，维护简单，较理想地实现沼液资源化利用的
沼液膜浓缩分离制备沼液肥循环生产工艺，有利于实现沼液肥的清洁化生产。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种沼液膜浓缩分离制备沼液肥循环生产工艺，包括以下步骤：
(1)沼液固液分离处理，将含有固体颗粒的沼液进行分离并去除，其具体步骤为：
A、沼液经输送至沉淀池进行沉淀，沉淀去除沼液中含有的固体颗粒物，撇除漂浮物，取中段
含固量较少的稳定沼液；B、将步骤A中的稳定沼液输入调节池内，经过调节调节池使得水质
均匀稳定，调节水量波动，减少水质水量变化对浓缩设备的影响，制得稳定沼液；
(2)沼液预处理，通过对步骤(1)依次进行过滤和生物杀菌，其具体步骤为：A、将步
骤(1)中制得的稳定沼液通过增压泵输送到高效过滤器中，经过高效过滤器过滤去除稳定
沼液中部分大颗粒悬浮物，然后出水；B、将步骤A中高效过滤器的出水输入中间水池内，通
过中间水池内的袋式过滤器进一步过滤去除出水中较小颗粒的悬浮物，胶体和颗粒状机械
杂质，达到膜过滤处理标准；C、将经过步骤A高效过滤器过滤出水并经过步骤B制得的达到
膜过滤处理标准的沼液输送到生物灭减器内，经过生物灭减器抑制、杀灭细菌和病毒后，进
行沼液膜分离浓缩处理；
(3)沼液膜分离浓缩处理，对沼液进行反复浓缩，透过液达到排放标准进行排放，
浓缩液收集进行资源化利用，其具体步骤为：A、将步骤(2)制得的达到膜过滤处理标准的沼
液进行膜前预处理和膜保护，通过WHUF-8膜前预处理装置对沼液中的小于30微米的颗粒形
杂质及胶体去除，然后通过UFCS-8-10膜保护装置对膜前预处理后的沼液进行杀菌处理，对
膜进行保护；B、将具体步骤A处理后的沼液经过WRO-8膜浓缩装置进行浓缩，通过利用膜的
选择透过特性，分级将沼液中氮、磷、钾营养物质及有机质与水分离从而实现营养成分的浓
缩，使得氮、磷、钾营养物质及有机质被截留在浓缩液中，而透过液可达标排放，含有氮、磷、
钾营养物质及有机质的浓缩液的浓缩倍率为5-10倍；C、对具体步骤B中的浓缩液收集进行
资源化利用，达到排标准的透过液进行排放，不达到排放标准的透过液再一次循环处理。
本发明的简单工作原理：沼液经输送至沉淀池进行沉淀，沉淀去除沼液中含有的
固体颗粒物，随后沼液经过增压泵输送到高效过滤器过滤除去部分大颗粒的悬浮物，高效
过滤器出水进入中间水池，经袋式过滤器过滤，进一步去除小颗粒的悬浮物、胶体和颗粒状
机械杂质达到膜过滤处理标准，然后经过多级过滤的沼液在杀灭、抑制细菌和病毒后进入
膜预处理装置进行预处理，最后进入膜浓缩设备进行反复浓缩，经膜浓缩设备处理后，透过
液达到排放标准进行排放，浓缩液收集进行资源化利用。
本发明的有益效果为：采用固液分离技术与膜分离浓缩技术物理方法净化沼液，
不引入其他的污染物，实现清洁生产，透过液可达标排放，浓缩液资源化利用，同时该技术
较完善地解决困扰沼气工程中的沼液污染问题，同时该工艺中设备自动化程度高，维护简
单，有利于实现沼液肥的清洁化生产。
附图说明
图1为本发明一种沼液膜浓缩分离制备沼液肥循环生产工艺的流程框架图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种沼液膜浓缩分离制备沼液肥循环生产工艺，包括以下步骤：
(1)沼液固液分离处理，将含有固体颗粒的沼液进行分离并去除，其具体步骤为：
A、沼液经输送至沉淀池进行沉淀，沉淀去除沼液中含有的固体颗粒物，撇除漂浮物，取中段
含固量较少的稳定沼液；B、将步骤A中的稳定沼液输入调节池内，经过调节调节池使得水质
均匀稳定，调节水量波动，减少水质水量变化对浓缩设备的影响，制得稳定沼液；
(2)沼液预处理，通过对步骤(1)依次进行过滤和生物杀菌，其具体步骤为：A、将步
骤(1)中制得的稳定沼液通过增压泵输送到高效过滤器中，经过高效过滤器过滤去除稳定
沼液中部分大颗粒悬浮物，然后出水；B、将步骤A中高效过滤器的出水输入中间水池内，通
过中间水池内的袋式过滤器进一步过滤去除出水中较小颗粒的悬浮物，胶体和颗粒状机械
杂质，达到膜过滤处理标准；C、将经过步骤A高效过滤器过滤出水并经过步骤B制得的达到
膜过滤处理标准的沼液输送到生物灭减器内，经过生物灭减器抑制、杀灭细菌和病毒后，进
行沼液膜分离浓缩处理；
(3)沼液膜分离浓缩处理，对沼液进行反复浓缩，透过液达到排放标准进行排放，
浓缩液收集进行资源化利用，其具体步骤为：A、将步骤(2)制得的达到膜过滤处理标准的沼
液进行膜前预处理和膜保护，通过WHUF-8膜前预处理装置对沼液中的小于30微米的颗粒形
杂质及胶体去除，然后通过UFCS-8-10膜保护装置对膜前预处理后的沼液进行杀菌处理，对
膜进行保护；B、将具体步骤A处理后的沼液经过WRO-8膜浓缩装置进行浓缩，通过利用膜的
选择透过特性，分级将沼液中氮、磷、钾营养物质及有机质与水分离从而实现营养成分的浓
缩，使得氮、磷、钾营养物质及有机质被截留在浓缩液中，而透过液可达标排放，含有氮、磷、
钾营养物质及有机质的浓缩液的浓缩倍率为5-10倍；C、对具体步骤B中的浓缩液收集进行
资源化利用，达到排标准的透过液进行排放，不达到排放标准的透过液再一次循环处理。
所述沼液膜浓缩分离制备沼液肥循环制备的机器通过PLC控制模块控制24小时自
动运行。
所述在沼液膜浓缩分离制备沼液肥循环生产工艺过程中，处理沼液的适合温度范
围为5℃～35℃，最佳温度范围为20℃～28℃。
本发明的有益效果为：采用固液分离技术与膜分离浓缩技术物理方法净化沼液，
不引入其他的污染物，实现清洁生产，透过液可达标排放，浓缩液资源化利用，同时该技术
较完善地解决困扰沼气工程中的沼液污染问题，同时该工艺中设备自动化程度高，维护简
单，有利于实现沼液肥的清洁化生产。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何
不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。