[发明专利]一种重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备及方法

说明书

一种重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备及方法，其设备包括圆形池体，由从下至上互通水流的进水区、反应区和出水区构成，并通过下滤网隔板和上滤网隔板分区；进水区具有进水口，用于接入污水；反应区中设有水流整流装置及离子交换树脂层，前者设于下滤网隔板上方，用于将进水整流成层流态水流，后者由若干离子交换树脂颗粒构成，用于进行离子交换除氮；污水经除氮处理之后经由出水区顶部溢流；还包括用于进行离子再生、离子置换和清洗的管路系统，包括第一进液管、第二进液管、排液管以及残液排空管；第二进液管的出液口位于出水区的上方；排液管通过第二排液阀与进水区的进水口连通。本发明为高效低耗末端除氮方案，可显著降低出水中总氮含量。

技术领域

本发明涉及城镇污水处理领域，具体涉及一种重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备及方法。

背景技术

城镇生活污水处理工程，在国家经济飞速发展、人民生活水平不断提高的现状下，国家领导反复强调优化生态环境，强化污染防治多项指示，国家和地方也建立了水污染防治严格的督察机制，并已常态化。

城镇生活污水处理后排放水水质指标按现行国家标准（GB18918-2012），基本控制项目最高允许排放浓度（日平均）为：COD 50mg/L、BOD5 10mg/L、SS 10mg/L、TN 15mg/L、NH3-N 5（8）mg/L、TP 0.5mg/L、PH值6~9等。

现有处理工艺中以生化处理为主，其方法有：氧化沟法、SBR法、CASS法、活性污泥法等，因工艺过程有局限性或有操作频繁等问题，要全面达标有一定难度，其中TP、TN指标有超标风险，即便加用物化法除磷后，也仅能在一定程度上降低TP超标的风险。

近20~30年来，国内引进了国外的A-A-O法同步脱氮除磷工艺，在部分工程实施后与上述处理工艺相比有所改善，但T P达标还要靠物化法除磷，而TN指标中主要成份是NO3-，若厌氧生化反硝化效果不理想时，靠一般物化法是除不掉的，所以还是有TN升高的因素存在，尤其在有少量工业污水突然进入引起冲击负荷时，或是在冬季突发爆冷影响生化处理池内微生物的正常功能时。另外，随着国家对生态环境越来越重视，排放标准再提标的可能性也存在。

离子交换法在水处理领域应用广泛，如锅炉用水软化处理、工业用水除盐处理、纯水制备、工业废水除重金属等方面处理效果很好。但是，固定床顺流运行逆流再生离子交换法若在城镇污水处理末端用于脱氮有以下问题：

1．压力容器限用于微小型污水处理，在大中型污水处理过程中难以应用；

2．固定床逆流再生法存在交换树脂层引发乱层的因素：

2-1．再生剂（NaCl）溶液比重与Cl-型强碱性阴离子交换树脂相当，再生剂用泵压送入设备上升水流对交换树脂有向上的推力作用；

2-2．再生液上升水流雷诺数Re大大超过临界雷诺数Rek2000~2300，处于紊流状态；

3．再生过程包括：小反洗—放水—顶压—再生—反洗—正洗共六步，操作较麻烦；

4．设备内存放离子交换树脂的空间有效利用率仅70%左右。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备及方法。

为达到上述目的，本发明于设备层面采用的技术方案是：

一种重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备，包括一池体，该池体由从下至上互通水流的进水区、反应区和出水区构成；所述池体的横截面为圆形；其中，

所述进水区及所述反应区之间设有一下滤网隔板，所述反应区及所述出水区之间设有一上滤网隔板，所述上滤网隔板以及所述下滤网隔板上均设有数个通水孔；