[发明专利]一种增强型硫自养反硝化污水深度脱氮装置及方法

权利要求书

1.一种增强型硫自养反硝化污水深度脱氮装置，其特征在于，包括进水池（15）、上行流池（4）、下行流池（21）、阳极棒列（6）、阴极棒列（7）、反冲洗布水管（22）、出水池（20）、电极反冲洗组件（23）、直流电源（14）、PLC控制器（16），所述上行流池（4）内部从下至上依次设有承托层一（3）和阳极填料层（5），所述阳极棒列（6）包埋于所述阳极填料层（5）内，所述进水池（15）通过污水布水管（1）连接至上行流池（4）的底部，污水布水管（1）上设有水泵一（12），所述下行流池（21）与上行流池（4）之间设有隔板（17），下行流池（21）内部从下至上依次设有承托层二（10）、阴极填料层（9）和碱度供给层（8），所述阴极棒列（7）包埋于所述阴极填料层（9）内，所述出水池（20）通过出水集水管一（11）连接至下行流池（21）的底部，所述出水集水管一（11）上设有水泵二（18），所述反冲洗布水管（22）贯穿所述隔板（17），布设在承托层一（3）与承托层二（10）的下方，并连接至出水池（20），反冲洗布水管（22）与出水池（20）之间设有水泵三（19），所述电极反冲洗组件（23）包括除杂过滤器（24）、雾化增压器（25）、输气管（29）、反冲洗布气管（26），所述除杂过滤器（24）通过抽水管（27）与出水池（20）相连，所述抽水管（27）上设有水泵四（28），所述雾化增压器（25）的进口端与除杂过滤器（24）的出水口相连，所述输气管（29）的一端与雾化增压器（25）的出口端相连，另一端依次横向贯穿下行流池（21）、隔板（17），并位于阳极棒列（6）、阴极棒列（7）下方，所述反冲洗布气管（26）共两列，分别包埋于阳极棒列（6）、阴极棒列（7）的内部，反冲洗布气管（26）的上端封闭，侧壁设有若干出气孔，下端与输气管（29）相通，所述直流电源（14）的正极、负极分别通过导线与阳极棒列（6）、阴极棒列（7）连接成闭合回路，所述PLC控制器（16）分别与直流电源（14）、水泵一（12）、水泵二（18）、水泵三（19）、水泵四（28）、除杂过滤器（24）、雾化增压器（25）电性连接；

所述承托层一（3）、承托层二（10）为小颗粒砾石，粒径为1-2cm；所述阳极填料层（5）为颗粒活性碳，粒径为3-5mm；所述碱度供给层（8）为石灰石颗粒，粒径为1.5-2cm；所述阴极填料层（9）为硫颗粒，粒径为3-5mm。

2.如权利要求1所述的一种增强型硫自养反硝化污水深度脱氮装置，其特征在于，所述阳极棒列（6）、阴极棒列（7）的材料为石墨毡、多孔介碳或石墨烯气凝胶中任意一种。

3.如权利要求1所述的一种增强型硫自养反硝化污水深度脱氮装置，其特征在于，所述进水池（15）通过出水集水管二（13）连接至上行流池（4）的顶部，出水集水管二（13）的进水端口高于所述隔板（17）顶部。

4.如权利要求1所述的一种增强型硫自养反硝化污水深度脱氮装置，其特征在于，所述输气管（29）上设有压力计量阀（32），所述压力计量阀（32）与所述PLC控制器（16）电性连接。

5.如权利要求1所述的一种增强型硫自养反硝化污水深度脱氮装置，其特征在于，所述输气管（29）上连接有防爆溢流管（31），所述防爆溢流管（31）上设有磁控阀门（33），所述磁控阀门（33）与所述PLC控制器（16）电性连接，防爆溢流管（31）的末端连接至出水池（20）。

6.如权利要求1所述的一种增强型硫自养反硝化污水深度脱氮装置，其特征在于，所述承托层一（3）与所述阳极填料层（5）的厚度比为1:(4-6)；所述碱度供给层（8）、承托层二（10）、阴极填料层（9）的厚度比为1:2:(7-10)。

7.利用权利要求1-6任意一项所述的增强型硫自养反硝化污水深度脱氮装置进行污水深度脱氮的方法，包括以下步骤：

S1：经过曝气处理后的进水池（15）内污水，经污水布水管（1）进入上行流池（4）底部，依次经过承托层一（3）和阳极填料层（5），借助进水中的溶解氧，氨氮在亚硝化菌（AOB）和硝化菌（NOB）的作用下转化为硝态氮，同时阳极棒列（6）通电后发生氧化反应，为附着在其上的微生物提供氧气，通过填料与微生物吸附、截留以及氧化作用对有机物进行去除；

S2：经过上行流池（4）的出水溢流越过所述隔板（17）进入所述下行流池（21），首先经过碱度供给层（8），再经过阴极填料层（9），通过自养反硝化去除部分含氮化合物，同时阴极棒列（7）利用直流电源（14）提供电子产生的氢气进行氢自养反硝化，去除剩余部分含氮化合物；

S3：经S2处理后的污水经由承托层二（10）后再由出水集水管一（11）流入出水池（20）；

S4：运行一段时间后，发生堵塞现象，由PLC控制器（16）关闭水泵一（12）、水泵二（18），打开水泵三（19），清水由出水池（20）流入反冲洗布水管（22），对上行流池（4）和下行流池（21）进行反冲洗清理，时间为20-30min,出水经出水集水管二（13）回流至进水池（15）；

S5：由PLC控制器（16）再关闭直流电源（14），打开水泵四（28）、除杂过滤器（24）、雾化增压器（25）,清水经除杂过滤器（24）过滤除杂后，再经进行雾化处理并增压，通过输气管（29）输送至反冲洗布气管（26），由反冲洗布气管（26）的出气孔喷出，对阳极棒列（6）、阴极棒列（7）由内到外进行脉冲式反冲洗清理，间隔时间为10s，总时间为5-10min；

S6：由PLC控制器（16）打开直流电源（14），静置20-30 min后再开始正常运行。