一種沼氣發(fā)酵液固液分離方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沼氣發(fā)酵液固液分離方法，包括以下步驟:S10、通過螺旋擠壓裝置對沼氣發(fā)酵液進(jìn)行初步分離，得到固含量提高的粗分后發(fā)酵液；S20、向粗分后發(fā)酵液中加入絮凝劑進(jìn)行絮凝；S30、向絮凝后的發(fā)酵液中加入植物粉末助濾劑并攪拌混合后，用板框式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾得沼渣和沼液。通過本發(fā)明的分離方法能夠使分離后的沼液固含量較低，沼渣含水率較低，使分離出沼液非常適合直接用于生產(chǎn)液態(tài)有機(jī)肥，分離出的沼渣非常適合有機(jī)肥的加工。
【專利說明】一種沼氣發(fā)酵液固液分離方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沼氣發(fā)酵液的處理，尤其涉及一種沼氣發(fā)酵液固液分離方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在沼氣厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生的發(fā)酵液主要采用螺旋擠壓、離心分離、疊螺分離、帶式壓濾機(jī)分離、靜置沉淀分離等固液分離技術(shù)，由于物料本身的特性決定，以上任何一種固液分離技術(shù)均不能把分離出的沼液中的固含量降到0.4%以下，同時分離出的沼渣的含水率也很難降至80%以下。這種現(xiàn)狀導(dǎo)致后續(xù)的沼渣制有機(jī)肥的干燥過程能耗很高，使產(chǎn)出的有機(jī)肥成本升高，制約了有機(jī)肥的推廣使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中的不足，提供一種沼氣發(fā)酵液固液分離方法，通過此種分離方法能夠使分離后的沼液固含量較低，沼渣含水率較低，使分離出沼液非常適合直接用于生產(chǎn)液態(tài)有機(jī)肥，分離出的沼渣非常適合有機(jī)肥的加工。
[0004]本發(fā)明的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，包括以下步驟:
[0005]S10、通過螺旋擠壓裝置對沼氣發(fā)酵液進(jìn)行初步分離，得到固含量提高的粗分后發(fā)酵液；
[0006]S20、向粗分后發(fā)酵液中加入絮凝劑進(jìn)行絮凝；
[0007]S30、向絮凝后的發(fā)酵液中加入植物粉末助濾劑并攪拌混合后，用板框式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾得沼渣和沼液。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟S20中，絮凝劑的加入量為粗分后發(fā)酵液質(zhì)量的0.01?0.05%。當(dāng)控制絮凝劑的加入量在此范圍內(nèi)時，能夠使粗分后發(fā)酵液中的固體顆粒更好的絮凝成較大的膠團(tuán)，有利于后續(xù)沼渣與沼液的分離。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟S30中，植物粉末助濾劑的加入量為使使絮凝后的發(fā)酵液中植物粉末助濾劑質(zhì)量濃度為1.5?10%。當(dāng)控制植物粉末助濾劑的加入量在此范圍內(nèi)時，能夠使沼渣與沼液更易分離。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟S30中，所述植物粉末助濾劑為粒徑范圍0.1mm?2mm的秸桿粉末助濾劑、粒徑范圍0.1mm?2mm的高粱粉末助濾劑或者兩者的混合物。
[0011]優(yōu)選的，步驟S30中，所述攪拌混合為在攪拌速度100?300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下混合，當(dāng)攪拌速度控制在此范圍內(nèi)時，不僅能夠使植物粉末助濾劑在發(fā)酵液中混合均勻，而且由于攪拌速度較低，降了低剪切力，不會破壞絮凝的膠團(tuán)。
[0012]優(yōu)選的，為了獲得更好的絮凝效果，所述步驟S20中，在粗分后發(fā)酵液溫度為15°C?35 °C條件下進(jìn)行絮凝。
[0013]優(yōu)選的，步驟S30中所述過濾在發(fā)酵液溫度15°C?35°C條件下進(jìn)行；和/或，所述板框式壓濾機(jī)的濾布采用透氣量為125L/min?135L/min的單絲布，以便將沼渣和濾餅更好的分離。
[0014]優(yōu)選的，步驟S30中，所述壓濾具體為:將進(jìn)料壓力控制在0.1MPa?0.6MPa之間，連接進(jìn)料2?3小時，待進(jìn)料壓力不再發(fā)生變化時進(jìn)行壓榨，壓榨壓力控制在1.SMPa?2.4MPa之間，連續(xù)壓榨I?1.5小時，當(dāng)各工藝參數(shù)按照此數(shù)值范圍進(jìn)行控制時，能夠使壓濾后的沼渣含水量更低，沼液固含量更低。
[0015]優(yōu)選的，步驟S30中，為了清理板框式壓濾機(jī)管道中殘留的料液并減少板框式壓濾機(jī)板框廂內(nèi)的含水量，在壓榨完成后對管道進(jìn)行空氣吹掃，空氣吹掃時間為10?30分鐘。
[0016]優(yōu)選的，步驟S30中，在壓榨結(jié)束后，對板框式壓濾機(jī)進(jìn)行泄壓，并卸出壓濾后的濾餅態(tài)沼渣和沼液，并對濾餅狀沼渣進(jìn)行破碎。
[0017]本發(fā)明的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，由于在過濾中加入了植物粉末助濾劑，并且開創(chuàng)性的使用板框式壓濾機(jī)對沼氣發(fā)酵液進(jìn)行壓濾，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中沼氣發(fā)酵液固液分離后沼液固含量高和沼渣含水率高的問題，使分離出的沼液固含量穩(wěn)定降至0.1%?
0.4%之間，固含量較低，可以直接用于生產(chǎn)液體肥料，并且保留了沼液中的腐殖酸、氨氮、磷酸鹽等有益物質(zhì)，非常適合直接用于生產(chǎn)液態(tài)有機(jī)肥；分離出的沼渣含水量低于60%，濾餅(沼渣)成型好，孔隙率高，吸水效果好，易于運輸和破碎，非常適合后續(xù)制有機(jī)肥的加工過程。除此之外，本發(fā)明的沼氣發(fā)酵液固液分離方法還具有工藝流程簡單、一次投資低、運行費用省、生產(chǎn)效果突出的優(yōu)點，有效解決了沼氣發(fā)酵液的廢物資源化問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明提供的沼氣發(fā)酵液固液分離方法的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。
[0020]實施例1
[0021]壓濾前處理:將I噸的沼氣發(fā)酵液通過螺旋擠壓裝置進(jìn)行初步分離，得到固含量提高的粗分后發(fā)酵液；控制粗分后發(fā)酵液溫度為15°C?35°C，向粗分后發(fā)酵液中投加50kg聚丙烯酰胺水溶液(其中聚丙烯酰胺的質(zhì)量百分含量為0.2% )，以聚丙烯酰胺水溶液中的聚丙烯酰胺為絮凝劑，使發(fā)酵液中的固體顆粒形成較大的膠團(tuán)；向絮凝后的發(fā)酵液中加入平均粒徑0.1mm的秸桿粉末助濾劑，加入量為使發(fā)酵液中秸桿粉末助濾劑質(zhì)量濃度為
1.5%，在攪拌速度為100?300轉(zhuǎn)/分鐘條件下攪拌混合均勻。
[0022]壓濾階段:在物料的操作溫度15°C?35°C條件下，將混勻的混合液通過螺桿泵打入板框式壓濾機(jī)(板框式壓濾機(jī)的濾布采用透氣量為125L/min的單絲布)，將進(jìn)料壓力控制在0.1?1.6MPa之間，連續(xù)進(jìn)料2小時；待進(jìn)料壓力不再發(fā)生變化后停止進(jìn)料，進(jìn)行壓榨，控制壓榨壓力在1.8?2.4MPa之間，連續(xù)壓榨I小時，壓榨完成后進(jìn)行管道空氣吹掃，空氣吹掃運行時間10分鐘，壓榨結(jié)束。
[0023]卸料、破碎階段:壓榨結(jié)束后，對板框壓濾機(jī)進(jìn)行泄壓，并卸出壓濾后的濾餅(即沼渣)和沼液，經(jīng)檢測得到的濾餅(即沼渣)的含水量為58%，將該濾餅在破碎機(jī)中破碎后，可直接用于制作有機(jī)肥，得到的沼液固含量為0.3%。
[0024]實施例2
[0025]壓濾前處理:將I噸沼氣發(fā)酵液通過螺旋擠壓裝置進(jìn)行初步分離，得到固含量提高的粗分后發(fā)酵液；控制粗分后發(fā)酵液溫度為15°C?35°C，向粗分后發(fā)酵液中投加150kg聚丙烯酰胺水溶液(其中聚丙烯酰胺的質(zhì)量百分含量為0.2% )，以聚丙烯酰胺水溶液中的聚丙烯酰胺為絮凝劑，使發(fā)酵液中的固體顆粒形成較大的膠團(tuán)；向絮凝后的發(fā)酵液中加入平均粒徑為2mm的高粱粉末助濾劑，加入量為使發(fā)酵液中高粱粉末助濾劑質(zhì)量濃度為5%，在攪拌速度為100?300轉(zhuǎn)/分鐘條件下攪拌混合均勻。
[0026]壓濾階段:在物料的操作溫度15°C?35°C條件下，將混勻的混合液通過螺桿泵打入板框式壓濾機(jī)(板框式壓濾機(jī)的濾布采用透氣量為135L/min的單絲布)，將進(jìn)料壓力控制在0.1?1.6MPa之間，連續(xù)進(jìn)料2.5小時；待進(jìn)料壓力不再發(fā)生變化后停止進(jìn)料，進(jìn)行壓榨，控制壓榨壓力在1.8?2.4MPa之間，連續(xù)壓榨1.5小時，壓榨完成后進(jìn)行管道空氣吹掃，空氣吹掃運行時間20分鐘，壓榨結(jié)束。
[0027]卸料、破碎階段:壓榨結(jié)束后，對板框壓濾機(jī)進(jìn)行泄壓，并卸出壓濾后的濾餅(即沼渣)和沼液，經(jīng)檢測得到的濾餅(即沼渣)的含水量為55%，將該濾餅在破碎機(jī)中破碎后，直接用于制作有機(jī)肥，得到的沼液固含量為0.29%。
[0028]實施例3
[0029]壓濾前處理:將I噸沼氣發(fā)酵液通過螺旋擠壓裝置進(jìn)行初步分離，得到固含量提高的粗分后發(fā)酵液；控制粗分后發(fā)酵液溫度為15°C?35°C，向粗分后發(fā)酵液中投加333kg聚丙烯酰胺水溶液(其中聚丙烯酰胺的質(zhì)量百分含量為0.2% )，以聚丙烯酰胺水溶液中的聚丙烯酰胺為絮凝劑，使發(fā)酵液中的固體顆粒形成較大的膠團(tuán)；向絮凝后的發(fā)酵液中加入平均粒徑的Imm秸桿粉末和高粱混合粉末混合助濾劑(秸桿粉末助濾劑與高粱粉末助濾劑質(zhì)量比1:1)，加入量為使發(fā)酵液中植物粉末助濾劑質(zhì)量濃度為10%，在攪拌速度為100?300轉(zhuǎn)/分鐘條件攪拌混合均勻。
[0030]壓濾階段:在物料的操作溫度15°C?35°C條件下，將混勻的混合液通過螺桿泵打入板框式壓濾機(jī)(板框式壓濾機(jī)的濾布采用透氣量為130L/min的單絲布)，將進(jìn)料壓力控制在0.1?1.6MPa之間，連續(xù)進(jìn)料3小時；待進(jìn)料壓力不再發(fā)生變化后停止進(jìn)料，進(jìn)行壓榨，控制壓榨壓力在1.8?2.4MPa之間，連續(xù)壓榨1.5小時，壓榨完成后進(jìn)行管道空氣吹掃，空氣吹掃運行時間30分鐘，壓榨結(jié)束。
[0031]卸料、破碎階段:壓榨結(jié)束后，對板框壓濾機(jī)進(jìn)行泄壓，并卸出壓濾后的濾餅(即沼渣)和沼液，經(jīng)檢測得到的濾餅(即沼渣)的含水量為56%，將該濾餅在破碎機(jī)中破碎后，直接用于制作有機(jī)肥，得到的沼液固含量為0.31%，并且同時保留了發(fā)酵液中的腐殖酸、氨氮、磷酸鹽等有益物質(zhì)。
[0032]實施例1?3中所述的螺旋擠壓裝置、板框式壓濾機(jī)均為現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備。
[0033]以上實施例的先后順序僅為便于描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0034]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，包括以下步驟: S10、通過螺旋擠壓裝置對沼氣發(fā)酵液進(jìn)行初步分離，得到固含量提高的粗分后發(fā)酵液； S20、向粗分后發(fā)酵液中加入絮凝劑進(jìn)行絮凝； S30、向絮凝后的發(fā)酵液中加入植物粉末助濾劑并攪拌混合后，用板框式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾得沼渣和沼液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，所述步驟S20中，絮凝劑的加入量為粗分后發(fā)酵液質(zhì)量的0.0l?0.05%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，所述步驟S30中，植物粉末助濾劑的加入量為使絮凝后的發(fā)酵液中植物粉末助濾劑質(zhì)量濃度為1.5?10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，所述步驟S30中，所述植物粉末助濾劑為粒徑范圍0.1mm?2mm的稻桿粉末助濾劑、粒徑范圍0.1mm?2mm的高粱粉末助濾劑或者兩者的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，步驟S30中，所述攪拌混合為在攪拌速度100?300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，所述步驟S20中，在粗分后發(fā)酵液溫度為15°C?35°C條件下進(jìn)行絮凝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，步驟S30中所述過濾在發(fā)酵液溫度15°C?35°C條件下進(jìn)行；和/或，所述板框式壓濾機(jī)的濾布采用透氣量為125L/min?135L/min的單絲布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，步驟S30中，所述壓濾具體為:將進(jìn)料壓力控制在0.1MPa?0.6MPa之間，連接進(jìn)料2?3小時，待進(jìn)料壓力不再發(fā)生變化時進(jìn)行壓榨，壓榨壓力控制在1.SMPa?2.4MPa之間，連續(xù)壓榨I?1.5小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，步驟S30中，在壓榨完成后對管道進(jìn)行空氣吹掃，空氣吹掃時間為10?30分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的沼氣發(fā)酵液固液分離方法，其特征在于，步驟S30中，在對管道進(jìn)行空氣吹掃后，對板框式壓濾機(jī)進(jìn)行泄壓，并卸出壓濾后的濾餅狀沼渣和沼液，并對濾餅態(tài)沼渣進(jìn)行破碎。
【文檔編號】C02F9/04GK104310662SQ201410645639
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】楊啟文 申請人:中節(jié)能綠碳環(huán)保有限公司