專利名稱：細分子化高濃度有機含氮廢水處理工藝及方法
技術領域：
本發明一般地說是涉及污水處理技術領域，具體地說是涉及細分子化高濃度有機含氮廢水處理工藝及方法。
目前，國內外高濃度有機含氮廢水多采用生物厭氧、缺(兼)氧及空氣鼓風曝氣好氧處理。這種傳統的，自然生態平衡環境條件下的生物處理方法，物質作用接觸面積小，勻質混合效果差，傳質速度低，曝氣充氧時間長，處理效率低，構筑物體積大，占地面積大，投資大，能耗高，維護管理復雜，運行費用昂貴，污泥產量大，增大污泥處理工程量，處理場附近有異味，對大氣環境質量有影響，亟待改革創新。
本發明的目的在于克服上述缺點，采用細分子化(納米)技術裝備與新的高濃度有機含氮廢水處理工藝相結合，將細分子化技術裝備運用到廢水生物處理各個構筑物之中，打破了傳統的自然生態平衡環境條件下的廢水生物處理作用體系，創立了細分子化動態平衡超飽和溶氧、厭氧好氧雙重活性污泥流動床的廢水生物處理新工藝、新方法。最大限度發揮廢水生物處理功能作用，提高了處理效率，降低了投資、能耗及運行費用，有利于經濟與環境持續協調發展。
實現本發明的技術解決方案如下一種細分子化高濃度有機含氮廢水處理工藝及方法，由細分子化技術裝備分別與新的廢水生物處理工藝流程中的混凝沉淀池、厭氧處理池、缺(兼)氧池、空氣吹脫塔(除氨氮)及溶氧好氧一體化綜合處理池相結合，組成一種新型的、科學的、動態平衡細分子化、溶氧好氧活性污泥流動床高效率的廢水生物處理工藝及方法。所述的細分子化(納米)技術裝備，采用液體溶氣發明專利開發的專利產品——細分子化切割機。當氣、水分子集團及廢水中懸浮和溶解的各種有機物大分子集團流過該機時，即可將氣、水及各種有機物大分子集團切割細化至納米級，能大大增加物質相互作用的接觸面積，實現勻質混合及高效傳質作用，并能將氧(或空氣)在常溫、常壓條件下超飽和溶于水中，以超飽和溶氧高效生物處理法，取代了高能耗、低效率的空氣曝氣充氧生物處理法，從根本上改革了廢水生物處理的物質作用環境及條件。所述的細分子化技術裝備分別與廢水處理工藝中各個處理構筑物相結合，即將細分子化技術裝備運用到廢水生物處理工藝全過程各個構筑物之中，構成具有綜合作用功能的單元體構筑物，組成具有綜合協同作用的高效率的廢水生物處理工藝。所述的細分子化技術裝備與廢水生物處理過程中的混凝沉淀相結合，即利用廢水生物處理過程中排放的具有良好吸附及沉降性能的活性污泥作生物聚凝劑，與廢水一起經細分子化切割機切割細化及勻質混合，能大大提高混凝沉淀預處理效果，將廢水中一部分污染物質沉淀分離排出，有效降低后續處理負荷。用活性污泥作有機聚凝劑，廢物利用，既節約了藥劑及費用，又能降低投資，可一舉多得。所述的細分子化技術裝備與空氣吹脫塔相結合，即對高濃度氨氮廢水加入空氣，經細分子化切割機切割細化將空氣超飽和溶于水中并與廢水中氨氮充分接觸勻質混合，當細分子化并具有超飽和溶氣氨氮廢水從吹脫塔上部霧化噴出與空氣接觸時，超飽和溶氣會帶著氨氮氣體擴散到空氣中，可有效地被鼓吹的大量空氣吹走，能大大提高空氣吹脫氨氮效率(吹脫出來的高濃度氨氮可采取吸收法回收利用)。所述的細分子化技術裝備與厭氧或缺(兼)氧處理相結合，可將高濃度有機大分子集團廢水與厭氧或缺(兼)氧菌一起經過細分子切割機切割細化及勻質混合，能大大提高厭氧或缺(兼)氧生物吸附氧化分解處理效果。所述的細分子化技術裝備與溶氧好氧一體化綜合處理池相結合，將純氧或高濃度氧(采用高新技術分子篩制氧)與廢水及活性污泥一起經細分子化切割機細化及勻質混合，在常溫常壓條件下，能將純氧超飽和數倍地溶于水中，使水中溶解氧量可高達50mg/L以上，且不易從水中釋放出來，實現廢水生化處理高溶解氧量，高活性污泥濃度，高活性污泥活力下的好氧活性污泥流動床，革除了傳統的高能耗、低效率的空氣曝氣廢水生化處理法，從根本上消除了空氣曝氣充氧產生79％的無用氮氣制約生物與氧及有機物的接觸、混合、吸附、傳質作用，充分發揮微生物對有機物氧化分解速度，并能有效解決污泥膨脹問題。采用活性污泥床循環溶氧，通過內源呼吸作用，有效地消耗多余的活性污泥，實現了污泥產量最少化。細分子化超飽和溶氧好氧活性污泥流動床，從根本上改變了廢水生物處理作用環境及條件，最大限度地擴大了廢水生物處理物質作用接觸面積，大大提高了物質勻質混合效果及傳質速度，構成新型的、科學的、細分子化的，厭氧好氧雙重活性污泥流動床式的，動態平衡高效廢水生物處理體系。
本發明的主要優點是細分子化高濃度有機含氮廢水處理工藝及方法，能對水、氣(氧)及大分子有機物集團切割細化至納米級，生物作用接觸面積大，勻質混合好，傳質速度高，在常溫常壓條件下達到液體超飽和溶氧，其溶解氧量高達50mg/L以上，創立了廢水好氧生物處理高溶氧量活性污泥，高活性污泥濃度，高活性污泥活力循環溶氧活性污泥流動床，充分發揮生物作用功能，對有機物充分作用分解使污泥產量最小化，利用活性污泥作生物吸附聚凝劑，提高了廢水預處理混凝沉淀效果，減少了后處理負荷，對氨氮采用加氣切割細化超飽和溶氣，提高空氣對氨氮吹脫效率，減少了生物除氨氮負荷。細分子化溶氧革除了高能耗低效率空氣曝氣充氧系統，消除了大量氮氣制約廢水處理效率提高的因素，大大提高了廢水生物處理效率，污泥產生量減少30～50％，水中氧的利用率比傳統的空氣曝氣法高4～4.5倍，占地面積及能耗比傳統的空氣曝氣法分別減少65％與30％左右，投資小，運行費用小，管理維護簡便，安全可靠。該廢水處理工藝及方法廣泛適用于各種高濃度有機廢水處理使用。
本發明的細分子化高濃度有機含氮廢水處理工藝及方法的其他細節可通過閱讀下文結合附圖
的實施即可明了。
附圖細分子化高濃度有機含氮廢水處理工藝流程示意圖參見附圖高濃度有機含氮廢水與排放的活性污泥(聚凝劑)一同流過細分子化切割機(1)，經切割細化勻質混合進入混凝沉淀池(2)，經混凝沉淀后，將沉淀的吸收廢水中大量有機含氮物質的活性污泥排至污泥濃縮池處置，其上清液流出與活性污泥進入細分子化切割機(1)經切割細化勻質混合進入厭氧池(3)，經厭氧生物作用，將大量COD分解去除，同時將廢水中有機氮轉化為無機物氨氮(NH3-N)，產生的多余活性污泥排至污泥濃縮池處置，上清液流出與溶氧耗氧一體化綜合池(6)回流的混合液及氧氣一起進入細分子化切割機(1)，經切割細化勻質混合后進入缺(兼)氧池(4)，經缺氧池生物作用將大分子有機物集團分解細化，提高廢水可生化性能，同時能將廢水中硝態氮轉化為氮氣從廢水中溢出，處理后之廢水加入空氣經細分子化切割機(1)切割細化勻質混合，將空氣超飽和溶于廢水中，進入空氣吹脫塔(5)上部噴出霧化擴散到空氣中，再經鼓吹的大量空氣將NH3-N帶走達到高效脫氮的目的，經過吹脫除去大量NH3-N廢水再加氧一起進入細分子化切割機(1)，經切割細化勻質混合，將氧超飽和溶于廢水中進入一體化綜合處理池(6)的溶氧好氧活性污泥流動床中，好氧活性污泥流動床中的混合液再經過循環加氧溶氧，使混合液中保持超飽和溶氧量，使廢水中有機物與活性污泥得到充分的生物分解處理，使污泥產量達到最小化，同時能將廢水中剩余的NH3-N轉化為硝態氮，再將含有硝態氮的混合液回流到缺(兼)氧池(4)，進行缺氧反硝化除氮氣。經好氧溶氧活性污泥流動床處理過的廢水升流到一體化處理池上部沉淀池部分，廢水經沉淀池進行泥水分離后，污泥落入下部活性污泥床，與廢水混合成混合液，再經外循環加氧溶氧以此循環，澄清處理后，廢水達標排放。
權利要求
1.一種細分子化高濃度有機含氮廢水處理工藝及方法，由細分子化技術設備分別與新的廢水生物處理工藝流程中的混凝沉淀池(2)，厭氧池(3)，缺(兼)氧池(4)，空氣吹脫塔(5)(除氨氮設備)，及溶氧好氧一體化綜合作用處理池(6)相結合，組成一種細分于化、超飽和溶氧好氧活性污泥流動床動態平衡的、科學的、新型的、高效的廢水生物處理工藝及方法，本發明的特征在于所述的細分子化技術設備，采用液體溶氣裝置發明專利開發的專利產品——細分子化切割機(1)，能將流過該機的氣、水分子集團及各種懸浮和溶解于水中的大分子有機物集團切割細化至納米級，增加了物質相互作用的接觸面積，達到物質勻質混合及高速傳質，能將氧(或氣體)在常溫、常壓條件下超飽和溶于水中，以超飽和溶氧高效率生物處理取代了傳統的高能耗的低效率的空氣曝氣充氧生物處理法，所述的細分子化技術設備分別與廢水處理工藝中各個處理構筑物相結合，即將細分子化切割機(1)運用到廢水生物處理工藝全過程之中，形成具有綜合作用功能的單元體，組成具有綜合協同作用的高效率的廢水生物處理體系。
2.按照權利要求1所述細分子化切割機(1)與廢水處理工藝中混凝沉淀池(2)相結合，利用廢水處理過程中排放的具有良好吸附及沉降性能活性污泥作生物聚凝劑，與廢水一起經細分子化切割機(1)切割細化、勻質混合，能有效提高混凝沉淀池(2)預處理效果，減輕后續處理負荷。
3.按照權利要求1所述細分子化切割機(1)與空氣吹脫塔(5)相結合，對高濃度有機氨氮廢水加空氣經過細分子化切割機(1)切割細化使廢水達到超飽和溶氣能有效提高空氣吹脫氨氮效果。
4.按照權利要求1所述細分子化切割機(1)與厭氧池(3)、或缺(兼)氧生物處理池(4)相結合，將高濃度大分子集團有機物廢水與活性污泥一起經切割細化、勻質混合，能有效提高厭氧或缺(兼)氧生物處理吸附、吸收及氧化分解處理效率。
5.按照權利要求1所述細分子化切割機(1)與溶氧好氧一體化綜合處理池(6)相結合，可將純氧或高濃度氧(采用高新技術分子篩制氧)與廢水及活性污泥一起經細分子化切割機(1)切割細化、勻質混合，在常溫、常壓條件下，能將純氧超飽和數倍溶于水中，使水中溶解氧量可高達50mg/L以上，且不易釋放出來，創立了高溶解氧量、高活性污泥濃度、高活性污泥活力的高效的好氧循環超飽和溶氧活性污泥流動床，通過內源呼吸作用，有效地消耗多余的活性污泥，使污泥產量最少化。
6.按照權利要求1所述溶氧好氧一體化綜合處理池(6)，下由好氧循環超飽和溶氧活性污泥流動床部分及活性污泥循環溶氧系統，上由沉淀池部分組成。
全文摘要
一種細分子化高濃度有機含氮廢水處理工藝及方法，由細分子化切割機與新型的廢水生物處理工藝流程中混凝沉淀池、厭氧生物處理池、空氣吹脫塔、缺(兼)氧池及溶氧好氧一體化綜合處理池相結合組成的一種細分子化的，超飽和溶氧好氧活性污泥流動床，動態平衡的，高效的、新型的、科學的廢水生物處理工藝及方法。細分子化可至納米級，水中超飽和溶氧量可高達50mg/L以上，氧的利用率可達95％，污泥產量可最小化，比傳統的空氣鼓風曝氣降低30～50％，能耗比傳統的空氣鼓風曝氣法降低25～35％，污水綜合處理效率高，投資少，運行費用低，維護管理方便，安全可靠，適用于工業各種高濃度有機及有機含氮廢水處理，保證達標排放。
文檔編號C02F1/52GK1899987SQ20061010336
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月21日 優先權日2006年7月21日
發明者楊傳芳 申請人:楊傳芳