專利名稱：細(xì)分子化高濃度有機(jī)含氮廢水處理工藝及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地說是涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及細(xì)分子化高濃度有機(jī)含氮廢水處理工藝及方法。
目前，國內(nèi)外高濃度有機(jī)含氮廢水多采用生物厭氧、缺(兼)氧及空氣鼓風(fēng)曝氣好氧處理。這種傳統(tǒng)的，自然生態(tài)平衡環(huán)境條件下的生物處理方法，物質(zhì)作用接觸面積小，勻質(zhì)混合效果差，傳質(zhì)速度低，曝氣充氧時(shí)間長，處理效率低，構(gòu)筑物體積大，占地面積大，投資大，能耗高，維護(hù)管理復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用昂貴，污泥產(chǎn)量大，增大污泥處理工程量，處理場附近有異味，對大氣環(huán)境質(zhì)量有影響，亟待改革創(chuàng)新。
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，采用細(xì)分子化(納米)技術(shù)裝備與新的高濃度有機(jī)含氮廢水處理工藝相結(jié)合，將細(xì)分子化技術(shù)裝備運(yùn)用到廢水生物處理各個(gè)構(gòu)筑物之中，打破了傳統(tǒng)的自然生態(tài)平衡環(huán)境條件下的廢水生物處理作用體系，創(chuàng)立了細(xì)分子化動(dòng)態(tài)平衡超飽和溶氧、厭氧好氧雙重活性污泥流動(dòng)床的廢水生物處理新工藝、新方法。最大限度發(fā)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(yùn)行費(fèi)用，有利于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種細(xì)分子化高濃度有機(jī)含氮廢水處理工藝及方法，由細(xì)分子化技術(shù)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(jié)合，組成一種新型的、科學(xué)的、動(dòng)態(tài)平衡細(xì)分子化、溶氧好氧活性污泥流動(dòng)床高效率的廢水生物處理工藝及方法。所述的細(xì)分子化(納米)技術(shù)裝備，采用液體溶氣發(fā)明專利開發(fā)的專利產(chǎn)品——細(xì)分子化切割機(jī)。當(dāng)氣、水分子集團(tuán)及廢水中懸浮和溶解的各種有機(jī)物大分子集團(tuán)流過該機(jī)時(shí)，即可將氣、水及各種有機(jī)物大分子集團(tuán)切割細(xì)化至納米級，能大大增加物質(zhì)相互作用的接觸面積，實(shí)現(xiàn)勻質(zhì)混合及高效傳質(zhì)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(zhì)作用環(huán)境及條件。所述的細(xì)分子化技術(shù)裝備分別與廢水處理工藝中各個(gè)處理構(gòu)筑物相結(jié)合，即將細(xì)分子化技術(shù)裝備運(yùn)用到廢水生物處理工藝全過程各個(gè)構(gòu)筑物之中，構(gòu)成具有綜合作用功能的單元體構(gòu)筑物，組成具有綜合協(xié)同作用的高效率的廢水生物處理工藝。所述的細(xì)分子化技術(shù)裝備與廢水生物處理過程中的混凝沉淀相結(jié)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(jīng)細(xì)分子化切割機(jī)切割細(xì)化及勻質(zhì)混合，能大大提高混凝沉淀預(yù)處理效果，將廢水中一部分污染物質(zhì)沉淀分離排出，有效降低后續(xù)處理負(fù)荷。用活性污泥作有機(jī)聚凝劑，廢物利用，既節(jié)約了藥劑及費(fèi)用，又能降低投資，可一舉多得。所述的細(xì)分子化技術(shù)裝備與空氣吹脫塔相結(jié)合，即對高濃度氨氮廢水加入空氣，經(jīng)細(xì)分子化切割機(jī)切割細(xì)化將空氣超飽和溶于水中并與廢水中氨氮充分接觸勻質(zhì)混合，當(dāng)細(xì)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(shí)，超飽和溶氣會(huì)帶著氨氮?dú)怏w擴(kuò)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(xì)分子化技術(shù)裝備與厭氧或缺(兼)氧處理相結(jié)合，可將高濃度有機(jī)大分子集團(tuán)廢水與厭氧或缺(兼)氧菌一起經(jīng)過細(xì)分子切割機(jī)切割細(xì)化及勻質(zhì)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(xì)分子化技術(shù)裝備與溶氧好氧一體化綜合處理池相結(jié)合，將純氧或高濃度氧(采用高新技術(shù)分子篩制氧)與廢水及活性污泥一起經(jīng)細(xì)分子化切割機(jī)細(xì)化及勻質(zhì)混合，在常溫常壓條件下，能將純氧超飽和數(shù)倍地溶于水中，使水中溶解氧量可高達(dá)50mg/L以上，且不易從水中釋放出來，實(shí)現(xiàn)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(dòng)床，革除了傳統(tǒng)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(chǎn)生79％的無用氮?dú)庵萍s生物與氧及有機(jī)物的接觸、混合、吸附、傳質(zhì)作用，充分發(fā)揮微生物對有機(jī)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(huán)溶氧，通過內(nèi)源呼吸作用，有效地消耗多余的活性污泥，實(shí)現(xiàn)了污泥產(chǎn)量最少化。細(xì)分子化超飽和溶氧好氧活性污泥流動(dòng)床，從根本上改變了廢水生物處理作用環(huán)境及條件，最大限度地?cái)U(kuò)大了廢水生物處理物質(zhì)作用接觸面積，大大提高了物質(zhì)勻質(zhì)混合效果及傳質(zhì)速度，構(gòu)成新型的、科學(xué)的、細(xì)分子化的，厭氧好氧雙重活性污泥流動(dòng)床式的，動(dòng)態(tài)平衡高效廢水生物處理體系。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是細(xì)分子化高濃度有機(jī)含氮廢水處理工藝及方法，能對水、氣(氧)及大分子有機(jī)物集團(tuán)切割細(xì)化至納米級，生物作用接觸面積大，勻質(zhì)混合好，傳質(zhì)速度高，在常溫常壓條件下達(dá)到液體超飽和溶氧，其溶解氧量高達(dá)50mg/L以上，創(chuàng)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(huán)溶氧活性污泥流動(dòng)床，充分發(fā)揮生物作用功能，對有機(jī)物充分作用分解使污泥產(chǎn)量最小化，利用活性污泥作生物吸附聚凝劑，提高了廢水預(yù)處理混凝沉淀效果，減少了后處理負(fù)荷，對氨氮采用加氣切割細(xì)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(fù)荷。細(xì)分子化溶氧革除了高能耗低效率空氣曝氣充氧系統(tǒng)，消除了大量氮?dú)庵萍s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(chǎn)生量減少30～50％，水中氧的利用率比傳統(tǒng)的空氣曝氣法高4～4.5倍，占地面積及能耗比傳統(tǒng)的空氣曝氣法分別減少65％與30％左右，投資小，運(yùn)行費(fèi)用小，管理維護(hù)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(jī)廢水處理使用。
本發(fā)明的細(xì)分子化高濃度有機(jī)含氮廢水處理工藝及方法的其他細(xì)節(jié)可通過閱讀下文結(jié)合附圖
的實(shí)施即可明了。
附圖細(xì)分子化高濃度有機(jī)含氮廢水處理工藝流程示意圖參見附圖高濃度有機(jī)含氮廢水與排放的活性污泥(聚凝劑)一同流過細(xì)分子化切割機(jī)(1)，經(jīng)切割細(xì)化勻質(zhì)混合進(jìn)入混凝沉淀池(2)，經(jīng)混凝沉淀后，將沉淀的吸收廢水中大量有機(jī)含氮物質(zhì)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(jìn)入細(xì)分子化切割機(jī)(1)經(jīng)切割細(xì)化勻質(zhì)混合進(jìn)入?yún)捬醭?3)，經(jīng)厭氧生物作用，將大量COD分解去除，同時(shí)將廢水中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)物氨氮(NH3-N)，產(chǎn)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(jìn)入細(xì)分子化切割機(jī)(1)，經(jīng)切割細(xì)化勻質(zhì)混合后進(jìn)入缺(兼)氧池(4)，經(jīng)缺氧池生物作用將大分子有機(jī)物集團(tuán)分解細(xì)化，提高廢水可生化性能，同時(shí)能將廢水中硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈴膹U水中溢出，處理后之廢水加入空氣經(jīng)細(xì)分子化切割機(jī)(1)切割細(xì)化勻質(zhì)混合，將空氣超飽和溶于廢水中，進(jìn)入空氣吹脫塔(5)上部噴出霧化擴(kuò)散到空氣中，再經(jīng)鼓吹的大量空氣將NH3-N帶走達(dá)到高效脫氮的目的，經(jīng)過吹脫除去大量NH3-N廢水再加氧一起進(jìn)入細(xì)分子化切割機(jī)(1)，經(jīng)切割細(xì)化勻質(zhì)混合，將氧超飽和溶于廢水中進(jìn)入一體化綜合處理池(6)的溶氧好氧活性污泥流動(dòng)床中，好氧活性污泥流動(dòng)床中的混合液再經(jīng)過循環(huán)加氧溶氧，使混合液中保持超飽和溶氧量，使廢水中有機(jī)物與活性污泥得到充分的生物分解處理，使污泥產(chǎn)量達(dá)到最小化，同時(shí)能將廢水中剩余的NH3-N轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，再將含有硝態(tài)氮的混合液回流到缺(兼)氧池(4)，進(jìn)行缺氧反硝化除氮?dú)?。?jīng)好氧溶氧活性污泥流動(dòng)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(jīng)沉淀池進(jìn)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(jīng)外循環(huán)加氧溶氧以此循環(huán)，澄清處理后，廢水達(dá)標(biāo)排放。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)分子化高濃度有機(jī)含氮廢水處理工藝及方法，由細(xì)分子化技術(shù)設(shè)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(shè)備)，及溶氧好氧一體化綜合作用處理池(6)相結(jié)合，組成一種細(xì)分于化、超飽和溶氧好氧活性污泥流動(dòng)床動(dòng)態(tài)平衡的、科學(xué)的、新型的、高效的廢水生物處理工藝及方法，本發(fā)明的特征在于所述的細(xì)分子化技術(shù)設(shè)備，采用液體溶氣裝置發(fā)明專利開發(fā)的專利產(chǎn)品——細(xì)分子化切割機(jī)(1)，能將流過該機(jī)的氣、水分子集團(tuán)及各種懸浮和溶解于水中的大分子有機(jī)物集團(tuán)切割細(xì)化至納米級，增加了物質(zhì)相互作用的接觸面積，達(dá)到物質(zhì)勻質(zhì)混合及高速傳質(zhì)，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(tǒng)的高能耗的低效率的空氣曝氣充氧生物處理法，所述的細(xì)分子化技術(shù)設(shè)備分別與廢水處理工藝中各個(gè)處理構(gòu)筑物相結(jié)合，即將細(xì)分子化切割機(jī)(1)運(yùn)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(xié)同作用的高效率的廢水生物處理體系。
2.按照權(quán)利要求1所述細(xì)分子化切割機(jī)(1)與廢水處理工藝中混凝沉淀池(2)相結(jié)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(jīng)細(xì)分子化切割機(jī)(1)切割細(xì)化、勻質(zhì)混合，能有效提高混凝沉淀池(2)預(yù)處理效果，減輕后續(xù)處理負(fù)荷。
3.按照權(quán)利要求1所述細(xì)分子化切割機(jī)(1)與空氣吹脫塔(5)相結(jié)合，對高濃度有機(jī)氨氮廢水加空氣經(jīng)過細(xì)分子化切割機(jī)(1)切割細(xì)化使廢水達(dá)到超飽和溶氣能有效提高空氣吹脫氨氮效果。
4.按照權(quán)利要求1所述細(xì)分子化切割機(jī)(1)與厭氧池(3)、或缺(兼)氧生物處理池(4)相結(jié)合，將高濃度大分子集團(tuán)有機(jī)物廢水與活性污泥一起經(jīng)切割細(xì)化、勻質(zhì)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(quán)利要求1所述細(xì)分子化切割機(jī)(1)與溶氧好氧一體化綜合處理池(6)相結(jié)合，可將純氧或高濃度氧(采用高新技術(shù)分子篩制氧)與廢水及活性污泥一起經(jīng)細(xì)分子化切割機(jī)(1)切割細(xì)化、勻質(zhì)混合，在常溫、常壓條件下，能將純氧超飽和數(shù)倍溶于水中，使水中溶解氧量可高達(dá)50mg/L以上，且不易釋放出來，創(chuàng)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(huán)超飽和溶氧活性污泥流動(dòng)床，通過內(nèi)源呼吸作用，有效地消耗多余的活性污泥，使污泥產(chǎn)量最少化。
6.按照權(quán)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(huán)超飽和溶氧活性污泥流動(dòng)床部分及活性污泥循環(huán)溶氧系統(tǒng)，上由沉淀池部分組成。
全文摘要
一種細(xì)分子化高濃度有機(jī)含氮廢水處理工藝及方法，由細(xì)分子化切割機(jī)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(jié)合組成的一種細(xì)分子化的，超飽和溶氧好氧活性污泥流動(dòng)床，動(dòng)態(tài)平衡的，高效的、新型的、科學(xué)的廢水生物處理工藝及方法。細(xì)分子化可至納米級，水中超飽和溶氧量可高達(dá)50mg/L以上，氧的利用率可達(dá)95％，污泥產(chǎn)量可最小化，比傳統(tǒng)的空氣鼓風(fēng)曝氣降低30～50％，能耗比傳統(tǒng)的空氣鼓風(fēng)曝氣法降低25～35％，污水綜合處理效率高，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)管理方便，安全可靠，適用于工業(yè)各種高濃度有機(jī)及有機(jī)含氮廢水處理，保證達(dá)標(biāo)排放。
文檔編號(hào)C02F1/52GK1899987SQ20061010336
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者楊傳芳 申請人:楊傳芳