重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备制造技术

一种重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备，包括池体，由从下至上通水的进水区、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在出水区的顶部出水。本实用新型专利技术为污水处理的高效低耗末端除氮方案，可显著降低出水中总氮含量；采用重力式离子交换法，使高效的离子交换法可适用于不同规模除氮需求；采用水流整流装置提高离子交换树脂层的利用率，避免运行或再生过程中因离子交换树脂乱层而影响离子交换反应的效果。

【技术实现步骤摘要】
重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备
本技术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。
技术介绍
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：COD50mg/L、BOD510mg/L、SS10mg/L、TN15mg/L、NH3-N5（8）mg/L、TP0.5mg/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TP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，便成为本技术所要研究解决的课题。
技术实现思路
本技术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。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备，包括至少一个污水处理单元，所述污水处理单元包括一池体，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；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；所述进水区具有一进水口，该进水口用于接入待处理的污水；所述反应区中设有水流整流装置以及离子交换树脂层；所述水流整流装置设于所述下滤网隔板的上方，用于将进水整流成层流态水流；所述离子交换树脂层由若干离子交换树脂颗粒构成，各离子交换树脂颗粒的粒径大于所述通水孔的孔径；污水经除氮处理之后经由所述出水区的顶部出水。上述技术方案中的有关内容解释如下：1．上述方案中，所述水流整流装置通过控制下部进水，可使雷诺数Re大大小于临界雷诺数Rek，而保证随水流上升的离子交换树脂层不乱层。2．上述方案中，所述上滤网隔板及所述下滤网隔板均包括两网格板，两所述网格板一上一下设置，两网格板的中间夹设一层孔径小于所述离子交换树脂颗粒的高强度纤维网（如尼龙网等）或不锈钢网。所述网格板可以是塑料材质或玻璃钢材质，网格板上的网格直径可大于离子交换树脂颗粒的粒径。预制时，可多块矩形水平拼接组装或直接用面积与池体横截面相同的整块进行安装。3．上述方案中，所述水流整流装置的高度占所述反应区高度的20~95%。水流整流装置中设有若干紧密排列的整流孔，各所述整流孔的横截面形状为蜂窝形或矩形。所述水流整流装置可采用塑料材质，其高度与整流孔的孔径可按设计要求灵活调整，并使其固定在下滤网隔板之上。4．上述方案中，各所述整流孔的壁厚为0.3~1.5mm，优选0.5~1mm，以满足水流整流装置的强度需要；各整流孔的内切直径为30~100mm，优选40~60mm，内切直径越小，雷诺数Re越小，整流效果越好。5．上述方案中，所述离子交换树脂颗粒为Cl-型强碱性阴离子交换树脂颗粒；所述离子交换树脂颗粒的湿视密度为0.65~0.75g/mL，优选0.67~0.73g/mL，粒径为0.3~1mm，优选0.4~0.7mm。6．上述方案中，所述离子交换树脂层的体积占所述反应区体积的90~95%。主要布置于所述水流整流装置的各整流孔中，以及水流整流装置的上方至所述上滤网隔板下方的空间中；由于离子交换树脂层在再生处理的清洗步骤中会发生膨胀，因此不能设置为占据反应区的全部空间。7．上述方案中，还包括污水进水阀及第一流量计，两者均设于一进水管上，该进水管连通所述进水口。8．上述方案中，所述池体的横截面呈矩形；且当所述水处理单元为多个时，各所述水处理单元沿水平方向并列设置。矩形的设计利于通过钢筋混泥土进行构筑成形，且有助于进行水平拼接组合，日处理污水量可达万吨级，适用于城镇等生活污水处理量较大的地区。本文中提到的横截面均指的是水平方向的截面。9．上述方案中，所述进水区的底部沿水平方向开设有至少一条倒梯形槽道；所述进水管包括一第一进水管以及至少一根第二进水管，各所述第二进水管均与所述第一进水管连通；所述第一进水管与所述进水口连通设置，用以将待处理的污水引入所述进水区；各所述第二进水管水平设置于各所述倒梯形槽道的底部，两者一一对应；其中，各所述第二进水管的管体上沿其长度方向间隔开设有数个透水孔，且各所述透水孔呈45度斜向下设置，构成各所述透水孔的出水水流冲击所述倒梯形槽道的侧壁，得以产生水流反射，有利于产生均布水流。10．上述方案中，所述第一进水管的设置位置高于各所述第二进水管的设置位置；各所述第二进水管平行间隔布置，所述第一进水管与各所述第二进水管的连接处位于所述进水区水平方向的中心位置。借此设计，通过第一进水管将污水均匀导入至各第二进水管中，污水朝向各第二进水管的两端流动，并均匀流出各所述透水孔，可以使进水区的水流均匀流动，配合反应区中的水流整流装置有助于进一步降低水流雷诺数Re。11．上述方案中，还包括出水管路系统，所述出水管路系统包括多根出水穿孔管、多根出水支管、一出水阀以及一出水总管；各所述出水穿孔管与各所述出水支管一一对应连通，各所述出水支管均与所述出水总管连通，所述出水阀连设于所述出水支管上。污水经除氮处理之后从出水区进入各出水穿孔管中，并通过各所述出水支管汇流至出水总管流出。12．上述方案中，各所述出水穿孔管沿水平方向平行并间隔设置，以使出水更均匀，对反应区的上升水流也产生有益的影响，避免上升水流紊乱。13．上述方案中，各所述出水穿孔管上均沿其长度方向间隔开设有数个入水孔，各所述入水孔的孔口呈45度斜向上设置，以进一步使出水更均匀。14．上述方案中，还包括用于进行离子再生、离子置换和清洗的管路系统，所述管路系统包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备，其特征在于：包括至少一个污水处理单元，所述污水处理单元包括一池体，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；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；所述进水区具有一进水口，该进水口用于接入待处理的污水；所述反应区中设有水流整流装置以及离子交换树脂层；所述水流整流装置设于所述下滤网隔板的上方，用于将进水整流成层流态水流；所述离子交换树脂层由若干离子交换树脂颗粒构成，各离子交换树脂颗粒的粒径大于所述通水孔的孔径；污水经除氮处理之后经由所述出水区的顶部出水。

【技术特征摘要】
1.一种重力整流式离子交换法污水处理末端除氮设备，其特征在于：包括至少一个污水处理单元，所述污水处理单元包括一池体，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；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；所述进水区具有一进水口，该进水口用于接入待处理的污水；所述反应区中设有水流整流装置以及离子交换树脂层；所述水流整流装置设于所述下滤网隔板的上方，用于将进水整流成层流态水流；所述离子交换树脂层由若干离子交换树脂颗粒构成，各离子交换树脂颗粒的粒径大于所述通水孔的孔径；污水经除氮处理之后经由所述出水区的顶部出水。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述上滤网隔板及所述下滤网隔板均包括两网格板，两所述网格板一上一下设置，两网格板的中间夹设一层孔径小于所述离子交换树脂颗粒的纤维网。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述水流整流装置的高度占所述反应区高度的20~95%，水流整流装置中设有若干紧密排列的整流孔，各所述整流孔的横截面形状为蜂窝形或矩形；所述离子交换树脂层的体积占所述反应区体积的90~95%。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述离子交换树脂颗粒为Cl-型强碱性阴离子交换树脂颗粒。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：还包括污水进水阀及第一流量计，两者均设于一进水管上，该进水管连通所述进水口。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述池体的横截面呈矩形；且当所述水处理单元为...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢绍舜，谢奕民，谢奕斌，
申请(专利权)人：谢绍舜，
类型：新型
国别省市：江苏,32