[发明专利]一种竖管脱氮填料装置

说明书

技术领域

    本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种竖管脱氮填料装置。

背景技术

水是人类赖以生存的宝贵资源。随着经济的快速发展，由于含氮有机物、含氮无机化肥和含氮杂环农药的广泛使用，会使大量复杂的各种含氮污染物进入水体，使含富营养化物质的排放量猛增。水体的富营养化污染对人类生存的环境造成了巨大危害，水体生态环境日趋恶化，不仅影响了人类正常生活，还制约着经济发展，而且给人们造成巨大的直接和间接经济损失。因此，受富营养化污染水体的修复和高效的脱TKN和TN废水装置和工艺的研究工作迫在眉睫。

脱氮填料、曝气装置和他们的应用方法是废水处理的十分重要的核心技术，随着水源水污染日趋严峻，各种脱氮填料和曝气装置越来越多地应用于自然水体修复和废水处理中。脱氮填料、曝气装置的性能也对自然水体修复和废水处理过程的效率、能耗、稳定性及可靠性均有直接影响，因此脱氮填料、曝气装置在自然水体修复和废水处理中一直受到高度重视。

目前国内外先进的脱氮填料为《用于废水脱氮填料的功能材料及其制备方法（ZL 201010582576.5）》和《一种密集支撑型填料（ZL 201010576284.0）》等填料。高效脱氮填料是有机与无机杂化填料，材质是完全不同于软性填料与半软性填料的废水处理填料，它是在研究脱氮机理的基础上发展而成的，它兼有软性填料与半软性填料的优点。通过深入研究高分子填料组成、孔结构、表面官能团与微生物的相容性和高效脱氮过程机理、以及工程化问题的基础上，研究有机填料聚合合成、特定纳米孔引入和表面改性的制备新方法，完成纳米孔功能化填料的实验室研制，实现对生物脱氮菌物理相似吸附与底质离子结合的双重作用固定化，初步设计和确定填料制备的工艺流程，并进一步建立有机填料的物性与质量控制指标。研制的填料应用后，使气、水与生物膜得到充分接触，生物膜量太大，生物膜具有一定的厚度，溶解氧梯度明显，在底部曝气器的外部曝气下，形成外部为好氧层、中部为缺氧层、内部为厌氧层，厌氧层使水中有机污染物水解酸化形成小分子，使有机氮氨化，在好氧层氨氮氧化成硝态氮，同时在缺氧层发生反硝化作用，硝态氮变成氮气，使水中的氨氮、总氮和有机物得到高效的同时处理。

目前国内外使用的曝气装置基本上分两大类，一大类为圆形的曝气头类，再细分为大、中、小、微孔四个气泡级别的曝气器；另一大类为管形的曝气头类，也可再细分为大、中、小、微孔四个气泡级别的曝气器。现曝气装置均在池底横向布置，存在安装和更换困难、实际服务面积小、曝气管容易破裂和氧利用率低等弊病，开发具有自主知识产权的高效脱氮填料竖管曝气装置具有很重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明提供一种竖管脱氮填料装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种竖管脱氮填料装置，包括主管道框架、与所述主管道框架连通的闭路框架支管道、与所述闭路框架支管道连通的竖向曝气管、与所述主管道框架连通的进气管、与所述进气管连通的供风机、与所述主管道框架连通的排气管、设置在所述排气管上的排气阀、设置在所述进气管上的进气阀；所述主管道框架由PVC管或玻璃钢管插接成，所述竖向曝气管表面设有曝气孔，所述竖向曝气管为TPU或EMDP材质的管道；在竖向曝气管的外周编织脱氮填料，脱氮填料的外径为30~100mm，所述脱氮填料为纤维材质且完全覆盖曝气管表面。

上述设计中将脱氮填料直接设置在竖向曝气管四周且将闭路框架支管道作为空气的循环支路，将氧直接作用在脱氮填料上使得氧利用率高；曝气管实现竖向布置且和主管道框架构成具有完整曝气功能模块单元，便于检修安装，性能稳定可靠、可连续或间续运行；竖向曝气管采用TPU或EDMP材料制造，强度高、耐腐蚀、寿命长，曝气孔在水压力下实现自闭功能，可在线清洗，防堵塞，减低开机能耗；脱氮填料可以实现污泥减量化，对比传统活性污泥法，剩余活性污泥量的减量化可以达到50%以上。

优选地，所述脱氮填料采用由维纶、锦纶、涤纶、丙纶、腈纶、聚乙烯、聚氯乙烯中的至少一种或上述材料经过杂化后的单质或上述材料经过杂化后的混合物组成。脱氮填料材质耐酸碱性较强，能够适用多种水质，耐低水温6~12℃，使用寿命长达5年以上。

优选地，所述脱氮填料为条状且呈螺旋状紧密缠绕被于竖向曝气管四周，安装简单，便于拆卸更换。

优选地，所述脱氮填料由尼龙网及一端缠绕在所述尼龙网上的纤维组成，所述脱氮填料以层叠式方式包扎在竖向曝气管四周，使用寿命长，安装简单。

优选地，所述尼龙网的尼龙纤维直径0.1-3mm。