多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置的製作方法
2023-10-11 09:05:19 3
專利名稱：多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於河流生態治理技術領域，尤其涉及多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置。
背景技術：
河流與人類的關係極為密切，是人類可依賴的最主要的淡水資源，也是人類生產生活汙水的重要容納 渠道。據我國近十幾年的環境狀況公報，七大水系總體為中度汙染，主要汙染指標為氮氮、高錳酸鹽指數 和石油類，且汙染程度有日益加重的趨勢，嚴重影響了水生生態環境。其中，氨氮等營養鹽引起的河湖富 營養化已成為國際熱點和亟待解決的問題。然而河流稀釋自淨作用一般比較緩慢，無法及時恢復原有的生 態功能，河流水質日趨惡化，因此有必要採取強化技術來提高河流的自淨能力。
現在採用的強化淨化技術有物理淨化技術、化學淨化技術和生物淨化技術。其中，物理淨化技術如曝 氣復氧和滾水堰(壩)等水工洩水設施復氧、底泥疏浚、引水稀釋，雖然周期短、見效快，但是工程呈大、 成本和能耗高、治標不治本；化學淨化技術如氧化/還原技術、化學除藻、沉澱固定等，雖然不需耍建設基 礎設施，實施簡單、見效快，但投加藥劑使運行費用較高，並且可能產生二次汙染；生物淨化技術如微生 物淨化技術、植物淨化技術、生態淨化技術，相比較而言投資較低、對現場的破壞性較小，能夠長期有效 降解汙染物。
目前，我國實際應用的只有引水稀釋、清淤等物理方法以及傳統殺藻劑和絮凝劑等化學方法。這些方 法均無法從根本上解決河流汙染問題，甚至可能加劇汙染。因此，有效利用環境友好的生物技術來強化河 流的自淨能力，已成為解決河流水環境質量惡化問題、恢復河流生態功能的發展趨勢。
傳統的生物脫氮工藝需要大量氧氣和能量，反硝化過程需要補充大量碳源，運行成本高。新型工藝如 短程亞硝化脫氮工藝(SHARON)、異養硝化一好氧反硝化工藝、好氧反氨化工藝、厭氧氨氧化:l:藝 (ANAMMOX)、 SHARON-ANAMMOX工藝、全自養脫氮工藝(CANON)，利用自養脫氮過程，在降低 有機物需求量、需氧量和能耗方面有較大改進，但主要用於處理工業廢水，並未將這一過程用於強化河流 脫氮過程。針對河流高氨氮的汙染特點，本發明提出了多氧化還原環境交替實現河流脫氮的裝置。
發明內容
本發明針對目前河流高氨氮的汙染特徵，設計一套適合河流水體的脫氮裝置，強化河流fi身的淨化能 力，使水質提升，從而減輕河流所匯入湖、海、自然溼地的汙染，改善區域水環境質量。
本發明的特徵是依靠河流重力流，通過天然介質接觸氧化、滾水堰復氧和A-0-…-0-A多氧化還原環 境交替實現河流脫氮。這個裝置具體包括進水系統、 一級下行-上行流介質反應器、復氧系統、二級下行 -上行流介質反應器。
進水系統從河道引水進入儲水池後泵提升為後續系統供水，主要包括儲水池、進水泵、流量計。
復氧系統為滾水堰，所述滾水堰為階梯型滾水堰，連接第一級與第二級反應器。滾水堰坡度為1:0.75， 自堰頂到堰趾設計一定數目的過渡階梯及均勻階梯，對第一級反應器出水進行復氧後，流入第二級反應器。
一級、二級下行-上行流介質反應器對來水進行接觸氧化處理，各級反應器沿水流方向包括布水裝置、 多層介質。布水裝置為穿孔布水板，孔徑、孔間距均相等。多層介質自上而下依次為不同粒徑填充的砂、 礫石、卵石等，滿足一定的水力停留時間。 一級反應器採用兩組介質反應器並聯，二級反應器採W—組介 質反應器，各反應器沿程之間存在一定高差，保證不同溶解氧濃度的需求。
通過本發明提供的多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置，可以有效的利用河流自身條件，提高河流S 養脫氮的效果，強化河流的自淨能力，進而為區域性的水環境改善提供可靠、便捷、低成本且有效的淨水 技術保證。
本發明具有以下優點
(1) 整個反應系統進水後，均為自然流，能耗低。
(2) 所選介質砂、礫石、卵石，均為天然介質，成本低，易就地取材，利用一定級配，實現不同微生
物群落的分布。(3) 採用滾水堰復氧，不需要能耗，易於維護管理。
(4) 採用二級複合反應器，能夠提高處理效率。第一級下行-上行流介質反應器和第二級下行-上行流介 質反應器中，分別實現氧化還原區的交替出現，利於脫氮過程的實現。
附圖1為本發明多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置平面布置圖 附圖2為本發明多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置流程圖 圖中，
1.儲水池 2.進水泵 3.流量計
4.穿孔布水板 5.第一級下行流介質反應器 6.第一級上行流介質反應器
7.滾水堰 8.第二級下行流介質反應器 9.第二級上行流介質反應器
10.出水口
具體實施例方式
以下結合
具體實施方式
，但本實施並不用T限制本發明，任何熟悉該發明創新點的科研技術 人員，採用本發明的相似結構、方法及相似變化，均應列入本發明的保護範圍。
在圖l中，儲水池l中儲水，經由進水泵2提升進入布水裝置。穿孔布水板4固定在填料上方，並保 持一定距離。第一級反應器5、 6共兩組並聯，第二級反應器8、 9共一組串聯在第一級反應器之後。各級 反應器中，下行流介質反應器5、 8分別對應上行流介質反應器6、 9,底部連通。滾水堰7採用階梯荊滾 水堰，階梯表面光滑，堰頂與第一級上行流反應器6連接固定，堰趾與第二級下行流反應器8連接向定。 第一級上行流介質反應器6出水經溢流板均勻布水，滾水堰跌水復氧後，流向第二級下行流反應器8的布 水裝置穿孔布水板4。
在圖2中，填料自上而下為微生物附著層，由不同粒徑級配的中砂、粗砂組成；承託層，由不同粒徑 級配的礫石、卵石組成。
權利要求
1.多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置，具體包括進水系統、一級下行-上行流介質反應器、復氧系統、二級下行-上行流介質反應器。
2. 根據權利要求1所述的多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置，其特徵在於，依靠河流重力流，通過天然介質接觸氧化、滾水堰復氧和A-0-…-0-A多氧化還原環境交替，強化河流自淨的能力。
3. 根據權利要求1所述的多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置，其特徵在於，進水系統從河道引水進 入儲水池後泵提升為後續系統供水，主要包括儲水池、進水泵、流量計。
4. 根據權利要求1所述的多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置，其特徵在於，復氧系統為滾水堰，所 述滾水堰為階梯型滾水堰，連接第一級與第二級反應器。滾水堰坡度為1:0.75，自堰頂到堰趾設計一定數 目的過渡階梯及均勻階梯，對第一級反應器出水進行復氧後，流入第二級反應器。
5. 根據權利要求1所述的多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置，其特徵在於， 一級、二級下行-上行 流介質反應器對來水進行接觸氧化處理，各級反應器沿水流方向包括布水裝置、多層介質。布水裝置為 穿孔布水板，孔徑、孔間距均相等。多層介質自上而下依次為不同粒徑填充的砂、礫石、卵石等，滿足一 定的水力停留時間。 一級反應器採用兩組介質反應器並聯，二級反應器採用一組介質反應器，各反應器沿 程之間存在一定高差，保證不同溶解氧濃度需求。
全文摘要
本發明公開了一種多氧化還原環境交替的河流脫氮裝置，屬於河流生態治理技術領域。其特徵是依靠河流重力流，通過天然介質接觸氧化、滾水堰復氧和A-O-…-O-A氧化還原環境交替，實現河流脫氮過程。進水系統從河道引水進入儲水池後泵提升為後續系統供水；復氧系統為階梯型滾水堰，連接第一級與第二級反應器；一級、二級下行-上行流介質反應器對來水進行接觸氧化處理，各反應器沿程之間存在一定高差，形成多氧化還原環境交替區；反應器中的布水裝置為穿孔布水板，孔徑、孔間距均相等，多層介質自上而下依次為不同粒徑的砂、礫石、卵石等。本發明所選填料均為天然介質，成本低，易就地取材；所採用的滾水堰復氧，無需能耗，易維護管理；採用的二級複合反應器，可提高處理效率且每級反應器均可實現A/O區的交替。
文檔編號C02F3/30GK101607779SQ200910162159
公開日2009年12月23日 申請日期2009年8月6日 優先權日2009年8月6日
發明者倩 崔, 楊志峰, 珺 王, 裴元生 申請人:北京師範大學