申请日2006.07.21
公开(公告)日2007.01.24
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F1/52
摘要
一种细分子化高浓度有机含氮废水处理工艺及方法，由细分子化切割机与新型的废水生物处理工艺流程中混凝沉淀池、厌氧生物处理池、空气吹脱塔、缺(兼)氧池及溶氧好氧一体化综合处理池相结合组成的一种细分子化的，超饱和溶氧好氧活性污泥流动床，动态平衡的，高效的、新型的、科学的废水生物处理工艺及方法。细分子化可至纳米级，水中超饱和溶氧量可高达50mg/L以上，氧的利用率可达95%，污泥产量可最小化，比传统的空气鼓风曝气降低30～50%，能耗比传统的空气鼓风曝气法降低25～35%，污水综合处理效率高，投资少，运行费用低，维护管理方便，安全可靠，适用于工业各种高浓度有机及有机含氮废水处理，保证达标排放。
权利要求书
1.一种细分子化高浓度有机含氮废水处理工艺及方法，由细分子化技术设备分别与新的 废水生物处理工艺流程中的混凝沉淀池(2)，厌氧池(3)，缺(兼)氧池(4)，空气吹脱塔 (5)(除氨氮设备)，及溶氧好氧一体化综合作用处理池(6)相结合，组成一种细分于化、 超饱和溶氧好氧活性污泥流动床动态平衡的、科学的、新型的、高效的废水生物处理工艺及 方法，本发明的特征在于所述的细分子化技术设备，采用液体溶气装置发明专利开发的专利 产品——细分子化切割机(1)，能将流过该机的气、水分子集团及各种悬浮和溶解于水中的 大分子有机物集团切割细化至纳米级，增加了物质相互作用的接触面积，达到物质匀质混合 及高速传质，能将氧(或气体)在常温、常压条件下超饱和溶于水中，以超饱和溶氧高效率 生物处理取代了传统的高能耗的低效率的空气曝气充氧生物处理法，所述的细分子化技术设 备分别与废水处理工艺中各个处理构筑物相结合，即将细分子化切割机(1)运用到废水生物 处理工艺全过程之中，形成具有综合作用功能的单元体，组成具有综合协同作用的高效率的 废水生物处理体系。
2.按照权利要求1所述细分子化切割机(1)与废水处理工艺中混凝沉淀池(2)相结合， 利用废水处理过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剂，与废水一起经 细分子化切割机(1)切割细化、匀质混合，能有效提高混凝沉淀池(2)预处理效果，减轻 后续处理负荷。
3.按照权利要求1所述细分子化切割机(1)与空气吹脱塔(5)相结合，对高浓度有机氨 氮废水加空气经过细分子化切割机(1)切割细化使废水达到超饱和溶气能有效提高空气吹脱 氨氮效果。
4.按照权利要求1所述细分子化切割机(1)与厌氧池(3)、或缺(兼)氧生物处理池(4) 相结合，将高浓度大分子集团有机物废水与活性污泥一起经切割细化、匀质混合，能有效提 高厌氧或缺(兼)氧生物处理吸附、吸收及氧化分解处理效率。
5.按照权利要求1所述细分子化切割机(1)与溶氧好氧一体化综合处理池(6)相结合， 可将纯氧或高浓度氧(采用高新技术分子筛制氧)与废水及活性污泥一起经细分子化切割机 (1)切割细化、匀质混合，在常温、常压条件下，能将纯氧超饱和数倍溶于水中，使水中溶 解氧量可高达50mg/L以上，且不易释放出来，创立了高溶解氧量、高活性污泥浓度、高活 性污泥活力的高效的好氧循环超饱和溶氧活性污泥流动床，通过内源呼吸作用，有效地消耗 多余的活性污泥，使污泥产量最少化。
6.按照权利要求1所述溶氧好氧一体化综合处理池(6)，下由好氧循环超饱和溶氧活性 污泥流动床部分及活性污泥循环溶氧系统，上由沉淀池部分组成。
说明书
细分子化高浓度有机含氮废水处理工艺及方法
本发明一般地说是涉及污水处理技术领域，具体地说是涉及细分子化高浓度有机含氮废 水处理工艺及方法。
目前，国内外高浓度有机含氮废水多采用生物厌氧、缺(兼)氧及空气鼓风曝气好氧处 理。这种传统的，自然生态平衡环境条件下的生物处理方法，物质作用接触面积小，匀质混 合效果差，传质速度低，曝气充氧时间长，处理效率低，构筑物体积大，占地面积大，投资 大，能耗高，维护管理复杂，运行费用昂贵，污泥产量大，增大污泥处理工程量，处理场附 近有异味，对大气环境质量有影响，亟待改革创新。
本发明的目的在于克服上述缺点，采用细分子化(纳米)技术装备与新的高浓度有机含 氮废水处理工艺相结合，将细分子化技术装备运用到废水生物处理各个构筑物之中，打破了 传统的自然生态平衡环境条件下的废水生物处理作用体系，创立了细分子化动态平衡超饱和 溶氧、厌氧好氧双重活性污泥流动床的废水生物处理新工艺、新方法。最大限度发挥废水生 物处理功能作用，提高了处理效率，降低了投资、能耗及运行费用，有利于经济与环境持续 协调发展。
实现本发明的技术解决方案如下：
一种细分子化高浓度有机含氮废水处理工艺及方法，由细分子化技术装备分别与新的废 水生物处理工艺流程中的混凝沉淀池、厌氧处理池、缺(兼)氧池、空气吹脱塔(除氨氮) 及溶氧好氧一体化综合处理池相结合，组成一种新型的、科学的、动态平衡细分子化、溶氧 好氧活性污泥流动床高效率的废水生物处理工艺及方法。所述的细分子化(纳米)技术装备， 采用液体溶气发明专利开发的专利产品——细分子化切割机。当气、水分子集团及废水中悬 浮和溶解的各种有机物大分子集团流过该机时，即可将气、水及各种有机物大分子集团切割 细化至纳米级，能大大增加物质相互作用的接触面积，实现匀质混合及高效传质作用，并能 将氧(或空气)在常温、常压条件下超饱和溶于水中，以超饱和溶氧高效生物处理法，取代 了高能耗、低效率的空气曝气充氧生物处理法，从根本上改革了废水生物处理的物质作用环 境及条件。所述的细分子化技术装备分别与废水处理工艺中各个处理构筑物相结合，即将细 分子化技术装备运用到废水生物处理工艺全过程各个构筑物之中，构成具有综合作用功能的 单元体构筑物，组成具有综合协同作用的高效率的废水生物处理工艺。所述的细分子化技术 装备与废水生物处理过程中的混凝沉淀相结合，即利用废水生物处理过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剂，与废水一起经细分子化切割机切割细化及匀质混 合，能大大提高混凝沉淀预处理效果，将废水中一部分污染物质沉淀分离排出，有效降低后 续处理负荷。用活性污泥作有机聚凝剂，废物利用，既节约了药剂及费用，又能降低投资， 可一举多得。所述的细分子化技术装备与空气吹脱塔相结合，即对高浓度氨氮废水加入空气， 经细分子化切割机切割细化将空气超饱和溶于水中并与废水中氨氮充分接触匀质混合，当细 分子化并具有超饱和溶气氨氮废水从吹脱塔上部雾化喷出与空气接触时，超饱和溶气会带着 氨氮气体扩散到空气中，可有效地被鼓吹的大量空气吹走，能大大提高空气吹脱氨氮效率(吹 脱出来的高浓度氨氮可采取吸收法回收利用)。所述的细分子化技术装备与厌氧或缺(兼)氧 处理相结合，可将高浓度有机大分子集团废水与厌氧或缺(兼)氧菌一起经过细分子切割机 切割细化及匀质混合，能大大提高厌氧或缺(兼)氧生物吸附氧化分解处理效果。所述的细 分子化技术装备与溶氧好氧一体化综合处理池相结合，将纯氧或高浓度氧(采用高新技术分 子筛制氧)与废水及活性污泥一起经细分子化切割机细化及匀质混合，在常温常压条件下， 能将纯氧超饱和数倍地溶于水中，使水中溶解氧量可高达50mg/L以上，且不易从水中释放 出来，实现废水生化处理高溶解氧量，高活性污泥浓度，高活性污泥活力下的好氧活性污泥 流动床，革除了传统的高能耗、低效率的空气曝气废水生化处理法，从根本上消除了空气曝 气充氧产生79%的无用氮气制约生物与氧及有机物的接触、混合、吸附、传质作用，充分发 挥微生物对有机物氧化分解速度，并能有效解决污泥膨胀问题。采用活性污泥床循环溶氧， 通过内源呼吸作用，有效地消耗多余的活性污泥，实现了污泥产量最少化。细分子化超饱和 溶氧好氧活性污泥流动床，从根本上改变了废水生物处理作用环境及条件，最大限度地扩大 了废水生物处理物质作用接触面积，大大提高了物质匀质混合效果及传质速度，构成新型的、 科学的、细分子化的，厌氧好氧双重活性污泥流动床式的，动态平衡高效废水生物处理体系。
本发明的主要优点是：
细分子化高浓度有机含氮废水处理工艺及方法，能对水、气(氧)及大分子有机物集团 切割细化至纳米级，生物作用接触面积大，匀质混合好，传质速度高，在常温常压条件下达 到液体超饱和溶氧，其溶解氧量高达50mg/L以上，创立了废水好氧生物处理高溶氧量活性 污泥，高活性污泥浓度，高活性污泥活力循环溶氧活性污泥流动床，充分发挥生物作用功能， 对有机物充分作用分解使污泥产量最小化，利用活性污泥作生物吸附聚凝剂，提高了废水预 处理混凝沉淀效果，减少了后处理负荷，对氨氮采用加气切割细化超饱和溶气，提高空气对 氨氮吹脱效率，减少了生物除氨氮负荷。细分子化溶氧革除了高能耗低效率空气曝气充氧系 统，消除了大量氮气制约废水处理效率提高的因素，大大提高了废水生物处理效率，污泥产 生量减少30～50%，水中氧的利用率比传统的空气曝气法高4～4.5倍，占地面积及能耗比传统 的空气曝气法分别减少65%与30%左右，投资小，运行费用小，管理维护简便，安全可靠。 该废水处理工艺及方法广泛适用于各种高浓度有机废水处理使用。