专利名称：多氧化还原环境交替的河流脱氮装置的制作方法
技术领域：
本发明属于河流生态治理技术领域，尤其涉及多氧化还原环境交替的河流脱氮装置。
背景技术：
河流与人类的关系极为密切，是人类可依赖的最主要的淡水资源，也是人类生产生活污水的重要容纳 渠道。据我国近十几年的环境状况公报，七大水系总体为中度污染，主要污染指标为氮氮、高锰酸盐指数 和石油类，且污染程度有日益加重的趋势，严重影响了水生生态环境。其中，氨氮等营养盐引起的河湖富 营养化已成为国际热点和亟待解决的问题。然而河流稀释自净作用一般比较缓慢，无法及时恢复原有的生 态功能，河流水质日趋恶化，因此有必要采取强化技术来提高河流的自净能力。
现在采用的强化净化技术有物理净化技术、化学净化技术和生物净化技术。其中，物理净化技术如曝 气复氧和滚水堰(坝)等水工泄水设施复氧、底泥疏浚、引水稀释，虽然周期短、见效快，但是工程呈大、 成本和能耗高、治标不治本；化学净化技术如氧化/还原技术、化学除藻、沉淀固定等，虽然不需耍建设基 础设施，实施简单、见效快，但投加药剂使运行费用较高，并且可能产生二次污染；生物净化技术如微生 物净化技术、植物净化技术、生态净化技术，相比较而言投资较低、对现场的破坏性较小，能够长期有效 降解污染物。
目前，我国实际应用的只有引水稀释、清淤等物理方法以及传统杀藻剂和絮凝剂等化学方法。这些方 法均无法从根本上解决河流污染问题，甚至可能加剧污染。因此，有效利用环境友好的生物技术来强化河 流的自净能力，已成为解决河流水环境质量恶化问题、恢复河流生态功能的发展趋势。
传统的生物脱氮工艺需要大量氧气和能量，反硝化过程需要补充大量碳源，运行成本高。新型工艺如 短程亚硝化脱氮工艺(SHARON)、异养硝化一好氧反硝化工艺、好氧反氨化工艺、厌氧氨氧化:l:艺 (ANAMMOX)、 SHARON-ANAMMOX工艺、全自养脱氮工艺(CANON)，利用自养脱氮过程，在降低 有机物需求量、需氧量和能耗方面有较大改进，但主要用于处理工业废水，并未将这一过程用于强化河流 脱氮过程。针对河流高氨氮的污染特点，本发明提出了多氧化还原环境交替实现河流脱氮的装置。
发明内容
本发明针对目前河流高氨氮的污染特征，设计一套适合河流水体的脱氮装置，强化河流fi身的净化能 力，使水质提升，从而减轻河流所汇入湖、海、自然湿地的污染，改善区域水环境质量。
本发明的特征是依靠河流重力流，通过天然介质接触氧化、滚水堰复氧和A-0-…-0-A多氧化还原环 境交替实现河流脱氮。这个装置具体包括进水系统、 一级下行-上行流介质反应器、复氧系统、二级下行 -上行流介质反应器。
进水系统从河道引水进入储水池后泵提升为后续系统供水，主要包括储水池、进水泵、流量计。
复氧系统为滚水堰，所述滚水堰为阶梯型滚水堰，连接第一级与第二级反应器。滚水堰坡度为1:0.75， 自堰顶到堰趾设计一定数目的过渡阶梯及均匀阶梯，对第一级反应器出水进行复氧后，流入第二级反应器。
一级、二级下行-上行流介质反应器对来水进行接触氧化处理，各级反应器沿水流方向包括布水装置、 多层介质。布水装置为穿孔布水板，孔径、孔间距均相等。多层介质自上而下依次为不同粒径填充的砂、 砾石、卵石等，满足一定的水力停留时间。 一级反应器采用两组介质反应器并联，二级反应器采W—组介 质反应器，各反应器沿程之间存在一定高差，保证不同溶解氧浓度的需求。
通过本发明提供的多氧化还原环境交替的河流脱氮装置，可以有效的利用河流自身条件，提高河流S 养脱氮的效果，强化河流的自净能力，进而为区域性的水环境改善提供可靠、便捷、低成本且有效的净水 技术保证。
本发明具有以下优点
(1) 整个反应系统进水后，均为自然流，能耗低。
(2) 所选介质砂、砾石、卵石，均为天然介质，成本低，易就地取材，利用一定级配，实现不同微生
物群落的分布。(3) 采用滚水堰复氧，不需要能耗，易于维护管理。
(4) 采用二级复合反应器，能够提高处理效率。第一级下行-上行流介质反应器和第二级下行-上行流介 质反应器中，分别实现氧化还原区的交替出现，利于脱氮过程的实现。
附图1为本发明多氧化还原环境交替的河流脱氮装置平面布置图 附图2为本发明多氧化还原环境交替的河流脱氮装置流程图 图中，
1.储水池 2.进水泵 3.流量计
4.穿孔布水板 5.第一级下行流介质反应器 6.第一级上行流介质反应器
7.滚水堰 8.第二级下行流介质反应器 9.第二级上行流介质反应器
10.出水口
具体实施例方式
以下结合
具体实施方式
，但本实施并不用T限制本发明，任何熟悉该发明创新点的科研技术 人员，采用本发明的相似结构、方法及相似变化，均应列入本发明的保护范围。
在图l中，储水池l中储水，经由进水泵2提升进入布水装置。穿孔布水板4固定在填料上方，并保 持一定距离。第一级反应器5、 6共两组并联，第二级反应器8、 9共一组串联在第一级反应器之后。各级 反应器中，下行流介质反应器5、 8分别对应上行流介质反应器6、 9,底部连通。滚水堰7采用阶梯荆滚 水堰，阶梯表面光滑，堰顶与第一级上行流反应器6连接固定，堰趾与第二级下行流反应器8连接向定。 第一级上行流介质反应器6出水经溢流板均匀布水，滚水堰跌水复氧后，流向第二级下行流反应器8的布 水装置穿孔布水板4。
在图2中，填料自上而下为微生物附着层，由不同粒径级配的中砂、粗砂组成；承托层，由不同粒径 级配的砾石、卵石组成。
权利要求
1.多氧化还原环境交替的河流脱氮装置，具体包括进水系统、一级下行-上行流介质反应器、复氧系统、二级下行-上行流介质反应器。
2. 根据权利要求1所述的多氧化还原环境交替的河流脱氮装置，其特征在于，依靠河流重力流，通过天然介质接触氧化、滚水堰复氧和A-0-…-0-A多氧化还原环境交替，强化河流自净的能力。
3. 根据权利要求1所述的多氧化还原环境交替的河流脱氮装置，其特征在于，进水系统从河道引水进 入储水池后泵提升为后续系统供水，主要包括储水池、进水泵、流量计。
4. 根据权利要求1所述的多氧化还原环境交替的河流脱氮装置，其特征在于，复氧系统为滚水堰，所 述滚水堰为阶梯型滚水堰，连接第一级与第二级反应器。滚水堰坡度为1:0.75，自堰顶到堰趾设计一定数 目的过渡阶梯及均匀阶梯，对第一级反应器出水进行复氧后，流入第二级反应器。
5. 根据权利要求1所述的多氧化还原环境交替的河流脱氮装置，其特征在于， 一级、二级下行-上行 流介质反应器对来水进行接触氧化处理，各级反应器沿水流方向包括布水装置、多层介质。布水装置为 穿孔布水板，孔径、孔间距均相等。多层介质自上而下依次为不同粒径填充的砂、砾石、卵石等，满足一 定的水力停留时间。 一级反应器采用两组介质反应器并联，二级反应器采用一组介质反应器，各反应器沿 程之间存在一定高差，保证不同溶解氧浓度需求。
全文摘要
本发明公开了一种多氧化还原环境交替的河流脱氮装置，属于河流生态治理技术领域。其特征是依靠河流重力流，通过天然介质接触氧化、滚水堰复氧和A-O-…-O-A氧化还原环境交替，实现河流脱氮过程。进水系统从河道引水进入储水池后泵提升为后续系统供水；复氧系统为阶梯型滚水堰，连接第一级与第二级反应器；一级、二级下行-上行流介质反应器对来水进行接触氧化处理，各反应器沿程之间存在一定高差，形成多氧化还原环境交替区；反应器中的布水装置为穿孔布水板，孔径、孔间距均相等，多层介质自上而下依次为不同粒径的砂、砾石、卵石等。本发明所选填料均为天然介质，成本低，易就地取材；所采用的滚水堰复氧，无需能耗，易维护管理；采用的二级复合反应器，可提高处理效率且每级反应器均可实现A/O区的交替。
文档编号C02F3/30GK101607779SQ200910162159
公开日2009年12月23日 申请日期2009年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者倩 崔, 杨志峰, 珺 王, 裴元生 申请人:北京师范大学