公布日：2024.02.06
申請日：2023.12.07
分類號：C02F3/28(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發明提供了一種污水脫氮系統及脫氮方法，涉及污水處理技術領域。污水脫氮系統包括箱體，箱體內上下設置有均為孔板的載體上、下擋板，進水裝置及清洗裝置，載體上擋板以上為清水區，清水區側部的箱體上設有出水口，載體上、下擋板之間為脫氮反應區，脫氮反應區內填充有多個脫氮載體，載體下擋板以下為與進水裝置連通的進水區，清洗裝置包括與進水區連通的曝氣機構及反洗排放管，反洗排放管上設有反洗排放閥。脫氮方法包括：廢水由下至上進入箱體內脫氮；通過反洗排放管使清水區的水下流并沖洗脫氮載體；減緩水流下降速度并打開曝氣機構使氣體進入箱體內對脫氮載體清洗。本發明無需設置反洗泵、反洗水儲池等設施，降低了驅氮頻率。
權利要求書
1.一種污水脫氮系統，其特征在于，包括：箱體；載體上擋板及載體下擋板，均為孔板且上下設置于箱體內；進水裝置，向箱體內輸送待處理廢水；清洗裝置，對箱體及脫氮載體進行清洗；其中，所述載體上擋板以上的箱體區域為清水區，所述清水區側部的箱體上設有出水口；所述載體上擋板和載體下擋板之間的箱體區域為脫氮反應區，所述脫氮反應區內填充有多個脫氮載體；所述載體下擋板以下的箱體區域為進水區，所述進水裝置與進水區連通，所述清洗裝置包括與進水區連通的曝氣機構及反洗排放管，所述反洗排放管上設有反洗排放閥。
2.根據權利要求1所述的污水脫氮系統，其特征在于，所述進水裝置包括進水池以及設于進水區的布水器，所述進水池與布水器通過管路連通，該管路上按照水流方向順次設有進水泵和進水閥。
3.根據權利要求1所述的污水脫氮系統，其特征在于，所述清洗裝置還包括設于進水區的布氣器，所述曝氣機構與所述布氣器之間連通有反洗進氣管，所述反洗進氣管上設有反洗進氣閥。
4.根據權利要求1所述的污水脫氮系統，其特征在于，所述脫氮反應區內填充有多個載體球，所述載體球包括球狀的框架，所述脫氮載體填充于所述框架內。
5.根據權利要求4所述的污水脫氮系統，其特征在于，所述框架的材質為PP、PE、PVC、ABS中的一種，所述框架表面均勻分布有多個形狀規則的布水口，所述布水口尺寸小于脫氮載體的尺寸。
6.根據權利要求4所述的污水脫氮系統，其特征在于，所述載體球在脫氮反應區的裝填量為脫氮反應區體積的50%~90%。
7.一種如權利要求1~6任意一項所述的污水脫氮系統的脫氮方法，其特征在于，包括如下步驟：S1.將待處理的廢水儲存在進水裝置中，廢水輸入進水區并向上流動；S2.廢水向上流動進入脫氮反應區時，廢水中NO3-被附著生長于脫氮載體上的微生物還原為N2，從而完成生物脫氮；S3.廢水經過脫氮反應區后繼續向上進入清水區，最終經出水口排出；S4.進行清洗作業時，首先打開反洗排放閥，通過控制反洗排放閥的開度控制箱體內液位的下降速度，清水區內的處理后的廢水在重力作用下，向下沖刷脫氮反應區及載體球，同時將進水區內沉積的污染物一并沖洗通過反洗排放管排出；S5.當箱體內液位降低至載體上擋板處時，控制并調整反洗排放閥開度，使得液位降低速度變緩，同時開啟曝氣機構向箱體內曝氣，上升的氣體會對脫氮反應區內的脫氮載體進行擦洗，清洗附著的污染物以及老化的生物膜，同時廢水上部與大氣接觸的液面受曝氣氣體的影響劇烈抖動，隨著液面的不斷下降，液面經過脫氮反應區時，對脫氮反應區內的脫氮載體進行自上而下的進一步強化清洗；S6.當箱體內液位降低至載體下擋板處時，關閉曝氣機構，控制反洗排放閥使得其開度調整至最大，箱體中剩余的清洗廢水快速通過反洗排放管排出，箱體排空后關閉反洗排放閥，可開始新一周期的污水脫氮作業；其中，所述步驟S1~S3中廢水在脫氮反應區內的反應時間為15~60min。
8.根據權利要求7所述的污水脫氮系統的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S1~S3中廢水在箱體內向上流動的上升流速為2~10m/h。
9.根據權利要求7所述的污水脫氮系統的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S4中箱體內液位降低速度控制在10~50mm/s。
10.根據權利要求7所述的污水脫氮系統的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S5中箱體內液位降低速度控制在5~20mm/s，曝氣機構的曝氣強度控制在10~25L/（m2·s），曝氣時間為50~400s。
發明內容
本發明的目的是開發一種無需設置反洗泵、反洗水儲池等設施，降低驅氮頻率的污水脫氮系統及脫氮方法。
本發明通過如下的技術方案實現：一種污水脫氮系統，包括：箱體；載體上擋板及載體下擋板，均為孔板且上下設置于箱體內；進水裝置，向箱體內輸送待處理廢水；清洗裝置，對箱體及脫氮載體進行清洗；其中，所述載體上擋板以上的箱體區域為清水區，所述清水區側部的箱體上設有出水口；所述載體上擋板和載體下擋板之間的箱體區域為脫氮反應區，所述脫氮反應區內填充有多個脫氮載體；所述載體下擋板以下的箱體區域為進水區，所述進水裝置與進水區連通，所述清洗裝置包括與進水區連通的曝氣機構及反洗排放管，所述反洗排放管上設有反洗排放閥。
可選的，所述進水裝置包括進水池以及設于進水區的布水器，所述進水池與布水器通過管路連通，該管路上按照水流方向順次設有進水泵和進水閥。
可選的，所述清洗裝置還包括設于進水區的布氣器，所述曝氣機構與所述布氣器之間連通有反洗進氣管，所述反洗進氣管上設有反洗進氣閥。
可選的，所述脫氮反應區內填充有多個載體球，所述載體球包括球狀的框架，所述脫氮載體填充于所述框架內。
可選的，所述框架的材質為PP、PE、PVC、ABS中的一種，所述框架表面均勻分布有多個形狀規則的布水口，所述布水口尺寸小于脫氮載體的尺寸。
可選的，所述載體球在脫氮反應區的裝填量為脫氮反應區體積的50%~90%。
一種污水脫氮系統的脫氮方法，包括如下步驟：S1.將待處理的廢水儲存在進水裝置中，廢水輸入進水區并向上流動；S2.廢水向上流動進入脫氮反應區時，廢水中NO3-被附著生長于脫氮載體上的微生物還原為N2，從而完成生物脫氮；S3.廢水經過脫氮反應區后繼續向上進入清水區，最終經出水口排出；S4.進行清洗作業時，首先打開反洗排放閥，通過控制反洗排放閥的開度控制箱體內液位的下降速度，清水區內的處理后的廢水在重力作用下，向下沖刷脫氮反應區及載體球，同時將進水區內沉積的污染物一并沖洗通過反洗排放管排出；S5.當箱體內液位降低至載體上擋板處時，控制并調整反洗排放閥開度，使得液位降低速度變緩，同時開啟曝氣機構向箱體內曝氣，上升的氣體會對脫氮反應區內的脫氮載體進行擦洗，清洗附著的污染物以及老化的生物膜，同時廢水上部與大氣接觸的液面受曝氣氣體的影響劇烈抖動，隨著液面的不斷下降，液面經過脫氮反應區時，對脫氮反應區內的脫氮載體進行自上而下的進一步強化清洗；S6.當箱體內液位降低至載體下擋板處時，關閉曝氣機構，控制反洗排放閥使得其開度調整至最大，箱體中剩余的清洗廢水快速通過反洗排放管排出，箱體排空后關閉反洗排放閥，可開始新一周期的污水脫氮作業；其中，所述步驟S1~S3中廢水在脫氮反應區內的反應時間為15~60min。
可選的，所述步驟S1~S3中廢水在箱體內向上流動的上升流速為2~10m/h。
可選的，所述步驟S4中箱體內液位降低速度控制在10~50mm/s。
可選的，所述步驟S5中箱體內液位降低速度控制在5~20mm/s，曝氣機構的曝氣強度控制在10~25L/（m2·s），曝氣時間為50~400s。
本發明的有益效果是：采用球狀框架裝填載體材料，形成一個個微型的反應單元，并將這些單元裝填在脫氮反應區中，使得脫氮載體在脫氮反應區內呈松散分布，相較于傳統以石英砂、陶粒或球型硫自養填料更不容易發生堵塞；采用向上進水，可以使得脫氮載體表面附著的大部分氣泡隨水流沖出系統，降低系統驅氮頻率；無需設置反洗泵、反洗水儲池等設施，可利用清水區的存水及其重力進行清洗，簡化清洗維護工藝，節約了清洗用水，在氣洗的過程中，配合液位控制，利用液面氣體的劇烈擾動，強化脫氮載體的清洗效果，隨著液位氣液界面的不斷降低，自上而下地逐層清洗，可提升脫氮系統載體清洗效果，提升清洗效率。
（發明人：佟慶遠;張鶴清;孫磊;田彩星;于金旗;楊童;張文強;薛松;張勤）
