[发明专利]一种利用太阳能加温的污水同步脱氮装置及方法

权利要求书

1.一种利用太阳能加温的污水同步脱氮装置，其特征在于由太阳能加温系统和生物反应器(1)组成；其中太阳能加温系统由太阳能集热器(2)、储水箱(3)、热交换器(5)、变频管道泵(4)、温度探头(6)和PLC(8)组成；生物反应器(1)底部铺设曝气管(7)，生物反应器(1)内部填充活性污泥，热交换器(5)平铺固定于生物反应器(1)的曝气管(7)上部而浸没于生物反应器污泥中，温度探头(6)插于活性污泥中，太阳能集热器(2)盖于生物反应器(1)上部，太阳能集热器(2)通过管路与储水箱(3)相连，之间发生水相流动，转移热量，储水箱(3)通过变频管道泵(4)与热交换器(5)相连，由变频管道泵(4)实现水的循环流动，并由温度探头(6)通过PLC(8)反馈控制变频管道泵(4)的转速和水的循环频率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于热交换器(5)为蛇形或环形换热管。

3.根据权利要求1所述装置，其特征在于太阳能集热器(2)以水为介质吸收太阳能热量，以30～45度角度倾斜面向太阳，同时作为生物反应器上口盖板，既减少生物反应器的热量损失，又减少生物处理过程中臭味散发造成的空气污染。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于太阳能集热器(2)吸收的太阳能热量以高温水状态储存于储水箱(3)中；储水箱(3)中的高温水由变频管道泵压力输送到热交换器，通过热交换器(5)将热量传递给反应器污泥，由曝气管(7)提供污泥充分混合均匀的动力。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于反应器内设定了反应温度区间在20～25℃，由温度探头在线指示实时温度，PLC(8)反馈信号调节管道泵的运行频率。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于经热交换器(5)热交换后的低温水通过变频管道泵(4)返回到储水箱，再加热。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于活性污泥的填充量为活性污泥体积占反应器体积的70％-90％；活性污泥的浓度为2.5-10g/L。

8.一种利用权利要求1所述的利用太阳能加温的污水同步脱氮装置的脱氮方法，其具体步骤为：生物反应器中填充活性污泥，污水从进水口(9)进入生物反应器(1)，由曝气管(7)曝气使污水与污泥充分混合，通过脱氮污泥生化代谢去除污水中的总氮，反应过程中由太阳能加温系统维持反应温度为20～25℃，保持反应，稳定污泥脱氮效率。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于污水进水NH₄⁺-N浓度50～300mg/L，总氮(TN)89～378mg/L，COD 276～1200mg/L，生物反应器内污泥浓度3.0～10.0g/L，DO 0.3～1.0g/L，最终出水TN去除率在90％～96％。