本发明专利技术涉及水处理技术领域，具体涉及一种除氮装置及其应用。本发明专利技术所述的除氮装置包括水动力装置、除氮区和浮力调节区，其中水动力装置采用不需使用额外动力即可使得水流流速增，减少能源消耗和装置的维护成本，而且提高除氮区的除氮效率。除氮区的除氮单元结构为四周型层层结构，坚固好氧和厌氧的环境设置，其中活性泥和多孔材料的填料成分配比，进一步提高除氮效果，且本发明专利技术所述除氮装置结构简单，易于更换和维护保养，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种水体除氮装置及其应用
本专利技术涉及水处理
，具体涉及一种除氮装置及其应用。
技术介绍
随着现代社会城市化的发展，生活污水和工业污水需要经过一级和二级处理后才能排入河道水体，经过处理后流入水体中水中氮已经符合排放标准，但是水体中的氮和磷仍然无法全部去除，大多以有机氮、氨态氮、亚硝酸氮和硝酸氮的形式存在，在另一些情况下，由于偷排漏排，以及自然环境中农业排放等原因，所以水体中仍然存在足以影响水体生态环境的氮元素。氮作为一种营养元素，它向湖泊输入，最直接的影响便是导致富营养化：富营养化在一定范围内能促进水生植被根、茎的发育，严重的富营养化使得藻类大量繁殖，逐渐使水体透明度降低，水生植被发育受限直至消失，湖泊由草型湖转变为藻型湖，湖泊表现出富营养化的特征。现有解决方案中，常用的除氮方法有物理化学除氮的方法或生物除氮法，相对于生物除氮，物理化学除氮方法工艺基建投入大，运行维护复杂，而且容易导致二次污染，生物除氮通常为通过微生物的硝化作用和反硝化作用，使得污水中的含氮有机物被微生物分解转化为氨态氮，氨态氮转化为硝化氮，硝化氮最后还原为氮气从液相中释放，但是生物除氮也存在装置维护复杂，除氮效率低的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案为：提供一种除氮装置，所述除氮装置为箱状结构，包括：除氮区，所述除氮区设有若干除氮单元，所述除氮单元设置于所述除氮区内部并且呈悬浮状态；水动力装置，所述水动力装置竖直设于所述除氮区的侧面，包括固定板和固定于所述固定板上的若干水流变速器，所述水流变速器为两端截面面积不同的管道，管道的中心轴与所述固定板垂直。优选的，所述水流变速器截面面积小的一端靠近所述除氮区。优选的，所述除氮单元包括填料板和半透膜，所述填料板为“四周”型结构，从外到内层层紧密排列，中心容水流过，最内层的内侧面与水体接触，半透膜设于所述填料板之间隔开所述填料板，且覆于所述填料板与所述外界水体接触面上隔开填料和水体；优选的，所述除氮单元外表面设有保护罩。优选的，所述填料板的层数≥3；优选的，所述填料板为好养层、厌氧层或兼氧层，所述好氧层为好氧反应除氮层，所述厌氧层(512)为厌氧反应除氮层，所述兼氧层为捡氧反应除氮层，所述好氧层的一个侧面与外部水体接触；优选的，所述厌氧层两侧紧密设有所述好氧层或所述兼氧层；优选的，所述兼氧层两侧紧密设有所述好氧层或所述厌氧层。优选的，所述填料板上设有填料腔，所述填料腔内设有多孔材料层和设于所述多孔材料层两侧的活性泥层；优选的，所述多孔材料层和所述活性泥层之间设有网状隔板。优选的，所述多孔材料层包括多孔颗粒，粒径为0.5mm-3mm，比表面积为198-509m2/g，孔径为1-10nm；优选的，所述多孔颗粒材料选自沸石、火山石或膨润土中的一种或多种；优选的，所述活性泥层包括活性泥；优选的，所述活性泥层还包括碳源材料，所述碳源材料为玉米芯粉。优选的，所述除氮区包括若干固定网，所述除氮单元通过可活动的铰链固定在所述固定网的固定点22上；优选的，所述除氮单元表面两点最长空间距离为L，每两个固定点22之间距离≥2L；优选的，所述固定板之间的距离≥2L；优选的，所述L的数值为20cm-50cm，所述除氮装置的边长为1m-5m。优选的，所述填料腔截面为六边形，所述填料板上填料腔呈蜂巢状阵列。优选的，还包括浮力调节区，所述浮力调节区调节除氮装置在水中的浮沉；优选的，所述浮力调节区包括第一浮力调节区和第二浮力调节区，分别设于所述除氮区的上端和下端；优选的，所述第一浮力调节区设有挺水植物，所述挺水植物包括芦苇，香蒲、菖蒲、水葱、茭草中一种或多种的组合；优选的，所述挺水植物的种植密度≥6株/m2，挺水植物高度≥40cm；优选的，所述第二浮力调节装置中设有沉水物。本专利技术还公开了一种如上所述除氮装置在未污染水体治理领域的应用。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术所述的除氮装置包括水动力装置，水动力装置中的水流变速器，由于两端的截面面积不同，当水流从截面面积较大的一端流到截面面积较小的一端，使得水流流速增加，增大除氮区的水流流速，使得除氮单元在水中晃动，除氮单元内部的填料也发生晃动，不需提供额外的动力，减少能源消耗和装置的维护成本，提高除氮区的除氮效率。2，本专利技术所述除氮装置，所述填料板为“四周”型结构，四个侧面环绕一周为一层结构，从外到内层层紧密排列，最外层的外侧面和最内层的内侧面与水体接触，相对于普通的层层结构，四周型结构增加填料板与外界水体的接触面积，层层紧密排列，半透膜设于所述填料板之间隔开所述填料板，且半透膜覆于所述填料板与所述外界水体接触面上隔开填料和水体，通过螺钉将填料板与半透膜紧压固定；所述除氮单元外表面设有保护罩，起到防护作用，防止填料板或半透膜由于机械撞击产生损坏。其中网状隔板使得多孔材料层的填料不会进入活性泥层，保持多孔材料层和活性泥层功能的独立性，且防止多孔材料层的填料进入活性泥层在晃动过程中损伤半透膜。3.本专利技术所述的除氮装置，好氧菌、兼氧菌和厌氧菌在除氮单元中共同存活，配合多孔颗粒，具有优异的除氮效果；第一好氧层和第二好氧层的活性泥内主要为好氧菌，消耗氧气，将水中的氨氮转化为硝氮，而位于第一好氧层和第二好氧层之间的厌氧层活性泥内主要为厌氧菌，由于好氧层氧气的消耗，厌氧层便具有氧气含量低的特点，其中的厌氧反硝化菌将硝氮转化为氮气释放，从而降低水体的氮含量4.本专利技术所述的除氮区的网状固定板，设置多个除氮单元，易于维修和更换，所述除氮单元通过可活动的铰链固定在所述固定板的固定点22上；在水流作用下自由摆动，使得活性泥再活性泥腔产生运动，有利于除氮反应的进行。5.本专利技术所述的除氮装置，还包括浮力调节区，调节除氮装置在水中呈漂浮或悬浮状态。附图说明图1为本专利技术除氮装置的结构示意图；图2为本专利技术水动力装置的结构示意图；图3为本专利技术除氮单元的结构示意图；图4为本专利技术除氮单元的结构示意图；图5为本专利技术除氮单元保护罩的结构示意图；图6为本专利技术填料腔结构示意图；图7为本专利技术试验例4所用除氮装置结构示意图；图中：1-第一浮力调节区；2-除氮区；21-固定板；22-固定点22；3-第二浮力调节区；4-水动力装置；41-固定板；42-水流变速器；5-除氮单元；51-填料板；511-第一好氧层；512-厌氧层；513-第二好氧层；52-半透膜；53-填料腔；531-活性泥层；532-多孔材料层,54-保护罩。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种除氮装置，其特征在于，所述除氮装置为箱状结构，包括：/n除氮区(2)，所述除氮区(2)设有若干除氮单元(5)，所述除氮单元(5)设置于所述除氮区(2)内部并且呈悬浮状态；/n水动力装置(4)，所述水动力装置(4)竖直设于所述除氮区(2)的侧面，包括固定板(41)和固定于所述固定板(41)上的若干水流变速器(42)，所述水流变速器(42)为两端截面面积不同的管道，管道的中心轴与所述固定板(41)垂直。/n
【技术特征摘要】
1.一种除氮装置，其特征在于，所述除氮装置为箱状结构，包括：
除氮区(2)，所述除氮区(2)设有若干除氮单元(5)，所述除氮单元(5)设置于所述除氮区(2)内部并且呈悬浮状态；
水动力装置(4)，所述水动力装置(4)竖直设于所述除氮区(2)的侧面，包括固定板(41)和固定于所述固定板(41)上的若干水流变速器(42)，所述水流变速器(42)为两端截面面积不同的管道，管道的中心轴与所述固定板(41)垂直。
2.根据权利要求1所述的除氮装置，其特征在于，所述水流变速器(42)截面面积小的一端靠近所述除氮区(2)。
3.根据权利要求1或2所述的除氮装置，其特征在于，所述除氮单元(5)包括填料板(51)和半透膜(52)，所述填料板(51)为“四周”型结构，从外到内层层紧密排列，中心容水流过，最内层的内侧面与水体接触，半透膜(52)设于所述填料板(51)之间隔开所述填料板(51)，且覆于所述填料板(51)与所述外界水体接触面上隔开填料和水体；
优选的，所述除氮单元(5)外表面设有保护罩(54)。
4.根据权利要求3所述的除氮装置，其特征在于，所述填料板(51)的层数≥3；
优选的，所述填料板(51)为好养层、厌氧层(512)或兼氧层，所述好氧层为好氧反应除氮层，所述厌氧层(512)为厌氧反应除氮层，所述兼氧层为捡氧反应除氮层，所述好氧层的一个侧面与外部水体接触；
优选的，所述厌氧层(512)两侧紧密设有所述好氧层或所述兼氧层；
优选的，所述兼氧层两侧紧密设有所述好氧层或所述厌氧层(512)。
5.根据权利要求3所述的除氮装置，其特征在于，所述填料板(51)上设有填料腔(53)，所述填料腔(53)内设有多孔材料层(532)和设于所述多孔材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌小君，周洪，胡惠平，
申请(专利权)人：江苏禾旺环境建设有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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