[发明专利]降膜法高效脱氮器及其脱氮方法

权利要求书

1.一种降膜法高效脱氮器，包括上端开口的筒体（1）和筒体上部的进水口（3）、底部的进风口（10）和出液口（12），其特征在于，所述的筒体（1）内，自上而下分布收水器（2）、布水装置、液膜分散器（9）和集液斗（11），集液斗（11）连接出液口（12），进风口（10）在液膜分散器（9）和集液斗（11）之间；所述的布水装置包括沿筒体（1）径向设置的旋转布水管（5），由驱动装置（4）驱动绕筒体（1）中心轴旋转，旋转布水管（5）连接进水口（3）并设置一组雾化喷头（6）；液膜分散器（9）包括隔板和隔板下方的一组沿筒体轴向均匀分布的列管，隔板平面上每一根列管的上方设置锥形物料斗（8），列管内壁的上端依次分布环形设置的螺纹匀水槽（13）和毛细气囊（14）；布水装置和液膜分散器（9）之间为缓冲腔（7）。

2.根据权利要求1所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的收水器（2）为波形折板，捕捉随气流上升的雾化液体。

3.根据权利要求1所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的雾化喷头（6）孔径2~4mm，流量系数12.3~19.5。

4.根据权利要求1所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的锥形物料斗（8）与列管同轴设置，锥底直径与列管内径相同。

5.根据权利要求1所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的螺纹匀水槽（13）为列管内壁上的一组环形毛细凹槽，高度30-40mm。

6.根据权利要求1所述的降膜法高效脱氮器，其特征在于，所述的毛细气囊（14）采用薄不锈钢片制作，沿列管内壁成环形布置，下部固定在列管内壁上，上端插入列管内壁上的滑槽密封（15）；毛细气囊（14）内设有进气管（16），毛细气囊（14）内的相对压强为5~10kPa。

7.一种利用权利要求1所述的降膜法高效脱氮器脱除废水中氨氮的方法，废水和空气在所述的高效脱氮器中逆流接触，在气液接触过程中实现氨氮脱除，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

1）、废水由进水口（3）进入降膜法高效脱氮器，通过转动的旋转布水管（5）上的雾化喷头（6）向下喷射，使废水在筒体（1）截面上均匀分配；

2）、废水通过雾化喷头（6）后，成雾化状态进入缓冲腔（7），均匀附着在液膜分散器（9）上端的锥形物料斗（8）内；

3）、进入锥形物料斗（8）的废水沿液膜分散器（9）上部的螺纹匀水槽（13）进行二次布料；

4)、二次布料后的废水沿毛细气囊（14）下降，在列管内壁形成液膜，调整毛细气囊（14）内的气压，改变废水形成的液膜厚度；

5)、空气从进风口（10）通入筒体（1）内，在液膜分散器（9）列管内与液膜逆流接触，在气液接触过程中脱除氨氮。

8.根据权利要求7所述的脱除废水中氨氮的方法，其特征在于，所述的方法具体包括以下步骤：

1）混凝沉淀

通过混凝沉淀去除废水中的悬浮物，出水浊度控制在20NTU以下；

2）调节废水温度、pH值

混凝沉淀后的出水调节温度和pH值，温度控制在30~35℃，pH控制在10~11；

3）物料均布

调节温度和pH值后的废水经过布置在旋转布水管上的雾化喷头向缓冲腔布水，喷头孔径2~4mm，流量系数12.3~19.5，雾化后的废水均匀分布在液膜分散器的隔板上，通过锥形物料斗沿液膜分散器上端的螺纹匀水槽进行二次分配；

4）液膜厚度控制

二次布料后的废水沿毛细气囊下降，在列管内壁形成液膜，毛细气囊的相对压强控制在5~10kPa，液膜厚度控制在0.3~0.4mm；

5）风量调整

空气从进风口通入筒体内，调节风量，气水比控制在8~12：1；

6）氨氮脱除

空气在液膜分散器列管内与液膜逆流接触脱除氨氮，脱除氨氮后的废水由集液斗收集后从出液口流出。

9.根据权利要求8所述的脱除废水中氨氮的方法，其特征在于，所述的步骤3）和4）包括如下具体步骤：

①通过雾化喷头（6）向缓冲腔（7）布水，雾化废水的体积中位数直径VMD为3400-4300um；

②雾化废水经缓冲腔（7）缓冲后，在重力和表面张力作用下被均匀分布在隔板平面上的各锥形物料斗（8）捕获；

③各锥形物料斗（8）捕获的废水沿锥形物料斗（8）内壁下降，进入螺纹匀水槽（13）；

④在表面张力作用下，螺纹匀水槽（13）对废水进行二次分配，使废水沿液膜分散器（9）各列管内壁的圆周完全均布；

⑤在表面张力和毛细气囊的共同作用下，螺纹匀水槽（13）内的废水沿液膜分散器（9）列管内壁均匀下降，形成液膜，厚度控制在0.3-0.4mm。