[发明专利]一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置及其脱氮方法

权利要求书

1.一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置，包括反应器本体（1），其特征在于：所述反应器本体（1）内装填有脱氮填料（13）；所述反应器本体（1）内同轴设置有填料提升筒（2），所述填料提升筒（2）固定在所述反应器本体（1）的内壁上；所述填料提升筒（2）内同轴设置有转动轴（3），所述转动轴（3）的上端与设置在反应器本体（1）外的电机（4）的输出轴之间连接；所述转动轴（3）上设置有螺旋叶片（15）；所述反应器本体（1）的下部设置有布水器（6），所述布水器（6）通过支撑杆（12）固定在所述反应器本体（1）的内壁上；所述布水器（6）的进水管道（9）与设置在所述反应器本体（1）外部的水泵（10）的出水口连通；所述反应器本体（1）的上部设置有出水管道（7）；所述反应器本体（1）的下部呈圆台状，且其底部的直径最小。

2.如权利要求1所述一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置，其特征在于：所述布水器（6）呈环状，且与所述填料提升筒（2）同轴设置；所述布水器（6）上的出水孔（11）设置在所述布水器（6）的下表面且朝向所述反应器本体（1）的底部中心部位设置；所述布水器（6）的出水孔（11）的总面积为所述布水器（6）的进水管道（9）截面积的3到5倍；所述布水器（6）的出水孔（11）的孔径为5到8mm之间。

3.如权利要求1所述一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置，其特征在于：所述填料提升筒（2）的内径为反应器本体（1）的上部的直径的0.08-0.15倍，且其上端的高度比脱氮填料（13）的高度高0.2m到0.4m；所述填料提升筒（2）的下端距离反应器本体（1）的底部之间的距离大于等于所述脱氮填料（13）直径的50倍；且所述反应器本体（1）的底部的直径为所述填料提升筒（2）直径的2到4倍；所述反应器本体（1）的下部的锥度为0.8到1.0之间。

4.如权利要求1所述一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置，其特征在于： 所述反应器本体（1）的极限脱氮时间即污水在反应器本体（1）内的停留时间为15-20min；所述螺旋叶片（15）的螺距不小于10cm，且脱氮填料（13）的提升时间即脱氮填料（13）从填料提升筒（2）的底部移动到顶部所需的时间小于等于15min。

5.如权利要求4所述一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置，其特征在于：所述脱氮填料（13）的翻动周期小于14天，其中设翻动周期为T，反应器本体（1）内脱氮填料（13）的总体积为V，填料提升筒（2）的提升速度为Q，T=V/(24Q)；所述V的单位为m³；所述Q的单位为m³/h。

6.如权利要求1所述一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置，其特征在于： 所述出水管道（7）上设置有用于将出水管道（7）中的物料返回至水泵（10）的进水口的返料管线（8）。

7.如权利要求2所述一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置，其特征在于：所述布水器（6）的下端距离反应器本体（1）的底部之间的距离大于等于所述脱氮填料（13）的直径的50倍；所述布水器（6）所围成的圆环的内径为满直径设计尺寸的1/5到1/3之间；其中，当布水器（6）与填料提升筒（2）的外壁之间的距离等于布水器（6）与反应器本体（1）的内壁之间的距离时，此时所述布水器（6）所围成的圆环的内径为满直径设计尺寸。

8.如权利要求1所述一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置，其特征在于：所述反应器本体（1）的底部设置有排污管道。

9.如权利要求1所述一种市政污水极限脱氮的连续化运行装置，其特征在于：还包括在线监测和调控系统；所述在线监测和调控系统包括PLC控制器、以及用于检测硫化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮的在线监测仪；所述在线监测仪的感应端设置在所述出水管道（7）内，所述在线监测仪的输出端与所述PLC 控制器的输入端之间电性连接，所述PLC控制器的输出端与所述电机（4）之间电性连接。

10.一种利用权利要求1-9任意一项所述的装置进行市政污水脱氮的方法，其特征在于：包括以下具体步骤：

a、项目启动：将脱氮填料（13）装填反应器本体（1）内后，开始进水，本步骤中出水由返料管线（8）进入水泵（10）的进水口处；进水流量控制空速≤2h^-1 ，目的是将在装填时的一些破碎杂质和其他填料吸附的污染物冲出反应体系，使得脱氮填料（13）更干净；当观察到出水清澈时，关进水泵（10），从反应器本体（1）的排污管道排出其内一半的水，然后加入液体反硝化菌菌液，加入量按照脱氮填料（13）体积的1%到3%即可，加完后，开启水泵（10），使反应器本体（1）充满，停泵，静置2天后，开启水泵（10）流量调到空速0.5h^-1 以下，持续2天，期间跟踪化验出水中亚硝酸盐氮含量，当亚硝酸盐氮达到1mg/l时，将进水量调整到空速1.5h^-1 到2h^-1，每日检测亚硝酸盐氮和硝酸盐氮和总氮，当硝酸盐氮浓度≤0.4mg/l和亚硝酸盐氮浓度≤0.01mg/l时，就完成项目启动；

b、该步骤中装置的出水仍由返料管线（8）进入水泵（10）的进水口处；开启电机（4），将填料提升筒（2）内脱氮填料（13）的提升速度调整为最低值；将市政污水用水泵（10）打入所述布水器（6）内，运行初期，控制流体的空速小于等于1h^-1，每天检测进水中硝酸盐氮的含量以及出水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量，当出水中的亚硝酸盐氮的含量升高至1mg/l时，此时，装置处于高效运行状态，此后亚硝酸盐氮就会快速下降；当检测到出水中的亚硝酸盐氮的含量下降至在线监测仪检出界限时，将进水空速调整至1.5h^-1到2h^-1之间；

c、将装置的出水切换至正常管线，即出水不再返回至水泵（10）的进水口；每天检测进水和出水中的氨氮、硫化物、硝酸盐氮，亚硝酸盐氮的含量，并记录进水和出水的流量；

d、当发现出水中的硫化物含量大于在线监测仪的检出界限时，通过PLC控制器加快电机（4）的转速，即提高脱氮填料（13）的提升速度，直到硫化物含量至降低至在线监测仪的检出界限时，然后通过PLC控制器维持填料提升筒（2）的提升速度为最低值；

e、当进水的水质波动时，如若进水中总氮降低，可以加大进水量，以满足填料的负荷要求；当进水中总氮升高时，降低进水空速，以保证脱氮反应时间；密切关注出水中亚硝酸盐氮和硝酸盐氮数据变化，当出水中的亚硝酸盐氮升高，浓度以0.05mg/l为限，就降低进水空速，使出水的质量一直处于稳定状态。