CN208454607U - 一种河道原位硝态氮削减装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种河道原位硝态氮削减装置，包括筒体、基质柱、管网、曝气立管和气泵，筒体上口部有密封盖，密封盖上有通气口管，筒体下部一侧装有放空管，放空管上装有第一阀门，筒体下部的另一侧出水口上装有出水管，出水管上装有第二阀门，通过第二阀门来控制启闭；第二阀门经管道与管网相连通，管网向下垂直的空心管腔伸入中空基质柱内，中空基质柱的下方置有穿孔的曝气管，曝气管与置于管网旁的曝气立管相连通，曝气立管上端与脚踏式气泵相连通，本实用新型结构简单，易生产制造，使用方便，无需外接能源，易于维修，使用成本低，使用寿命长，可持续释放碳源，实现河道原位硝态氮削减，节能环保，经济和社会效益显著。

Description

一种河道原位硝态氮削减装置

技术领域

本实用新型属于河道污水净化领域，具体涉及一种河道原位硝态氮削减装置。

背景技术

城市河道部分径流来自城市污水厂的排水，其中氨氮含量低，但是硝态氮等含量高，造成总氮居高不下，易引发藻类等的生长。尤其是污水厂排水中的碳氮比很低，可被生物用于反硝化脱氮的碳源非常有限，导致城市河道水体普遍存在硝态氮型的氮污染，水环境质量难以保障。

水体原位净化技术是一种环境友好型技术，通过在水体内部构建生态浮岛、生态河床、生态基质等措施，最终实现水质净化。如果能在现有原位净化技术的基础上，根据脱氮需要以合理的方式提供相应的碳源，就会促进河道水体总氮的削减。因此可控释放碳源的河道原位净化技术，有望从根本上消除河道水体的硝态氮污染，同时提高水环境质量，但至今，未见有该领域有关设备的公开报道。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种河道原位硝态氮削减装置，可有效解决反硝化碳源不足、提供碳源可持续性差、硝态氮处理效率低的问题。

本实用新型解决的技术方案是，包括筒体、基质柱、管网、曝气立管和气泵，筒体上口部有密封盖，密封盖上有通气口管，保证筒体内外气压的平衡，筒体下部一侧装有放空管，放空管上装有第一阀门，来控制放空管的启闭，筒体下部的另一侧出水口上装有出水管，出水管上装有第二阀门，通过第二阀门来控制启闭；第二阀门经管道与管网相连通，管网向下垂直的空心管腔伸入中空基质柱内，中空基质柱的下方置有穿孔的曝气管，曝气管与置于管网旁的曝气立管相连通，曝气立管上端与脚踏式气泵相连通，构成曝气管的气源结构。

本实用新型结构简单，新颖独特，易生产制造，使用方便，无需外接能源，易于维修，使用成本低，使用寿命长，可持续释放碳源，实现河道原位硝态氮削减，节能环保，经济和社会效益显著。

附图说明

图1为实用新型的结构立体图。

具体实施方式

以下结合附图和具体使用情况对本实用新型的具体实施方式做详细说明。

如图1所示，本实用新型一种河道原位硝态氮削减装置，包括筒体1、基质柱9、管网8、曝气立管13和气泵14，筒体1上口部有密封盖2，密封盖2上有通气口管3，保证筒体1内外气压的平衡，筒体1下部一侧装有放空管4，放空管4上装有第一阀门5，来控制放空管4的启闭，在清理筒体1内液体时，打开第一阀门5，平时处于关闭状态，筒体1下部的另一侧出水口上装有出水管6，出水管6上装有第二阀门7，通过第二阀门7来控制启闭；第二阀门7经管道与管网8相连通，管网8向下垂直的空心管腔10伸入中空基质柱9内，中空基质柱9的下方置有穿孔11的曝气管12，曝气管12与置于管网8旁的曝气立管13相连通，曝气立管13上端与脚踏式气泵14相连通，构成曝气管12的气源结构。

为了保证使用效果和使用方便，

所述的筒体1是由PVC隔光材料制成的空心圆柱体，用于储放液态碳源，所以又称液态碳源储罐。

所述的基质柱9是由以下重量比的：硅藻土15%、沸石粉30%、粉煤灰5%、矿渣硅酸盐水泥30%和膨润土20%混合在一起制成的空心圆柱形。

所述的曝气管12是由PVC材料制成的穿孔11（开口）向下的空心圆形，并折制成矩形，矩形的中部与曝气立管13相连通。

所述管网8包括多根互相平行的径向横管8-1和一根纬向横管8-2，一根纬向横管8-2与多根互相平行的径向横管8-1的中部相连通，一根纬向横管8-2跟第二阀门7相连通，多根互相平行的径向横管8-1两端分别与垂直向下互相平行对应的空心管腔10相连通，每个空心管腔10均装在相对应的中空基质柱9内，多根互相平行的中空基质柱9构成中空基质柱列。

所述的筒体1、密封盖2、通气口管3、下部的放空管4、第一阀门5构成碳源补充单元。

所述的基质柱列构成释碳反硝化单元，所述的曝气管12、穿孔11、曝气立管13、脚踏式气泵14构成清洗单元。

由上述结构可以看出，一种河道原位硝态氮削减装置，包括碳源补充单元、释碳反硝化单元和清洗单元，碳源补充单元主体是液体碳源储罐，下部设有出水管，连接配药管网。释碳反硝化单元主体是中空基质柱列，液体碳源在每个中空基质柱都由内向外扩散，在表面为附着在其上微生物膜的反硝化过程提供电子供体，实现对硝态氮的削减。清洗单元主体是穿孔曝气管，设置在中空基质柱列的下部，与脚踏式气泵相连。

所补充的碳源呈液态，放置在液体碳源储罐中。液体碳源储罐上部的密封盖设有通气管，维持罐体内外气压的平衡。

硝态氮削减的场所是中空基质柱列，具有良好的传质和吸附性能。被基质柱表面附着有稳定的生物膜，利用从中空管腔传递出来的碳源进行反硝化作用。

穿孔曝气管位于中空基质柱下面，曝气口朝下以防止堵塞。通过脚踏式气泵供气清洗，延长装置的使用周期。

中空基质柱由按等重量的硅藻土、沸石粉、粉煤灰、矿渣硅酸盐水泥制成。

使用时，将本实用新型置于河道内，筒体下部出水管连接配药管网（另设，图中未标示），通过调节出水管上的阀门来控制启闭程度。配药管网保证补充的碳源能够均匀地分配到每个中空基质柱列里。碳源在每个中空基质柱都由内向外扩散，在表面为附着在其上微生物膜的反硝化过程提供电子供体，实现对硝态氮的削减。设置在中空基质柱列下部的曝气管，曝气管经曝气立管与脚踏式气泵相连。平时不运行，当基质柱表面发生堵塞时，通过脚踏式气泵为穿孔曝气管供气，实现对中空基质柱的清洗。

筒体及液体碳源储罐由PVC隔光材料制成，上部设有密封盖，下部设有放空管和出水管。密封盖防止外部杂质进入液体碳源储罐，密封盖设有通气孔，保证储罐内外气压的平衡。液体碳源可以由等量的淀粉、葡萄糖、乙酸钠混匀配置而成。放空管上的阀门平时关闭，只在检修时开启。出水管上的阀门在运行时控制在小幅度开启，以保证液体碳源缓慢持续地进入配药管网。

中空基质柱由等重量的硅藻土、沸石粉、粉煤灰、矿渣硅酸盐水泥制成。传质特性良好，能够保证碳源在基质柱由内向外均匀地扩散。吸附性良好，可以附着生长成熟稳定的生物膜，微生物以扩散出来的碳源为电子供体，水体中的硝态氮为电子受体进行反硝化作用，从而实现脱氮。

穿孔曝气管由PVC材料制成，开口向下以防止堵塞。孔口在每个中空基质柱下面均匀布置，进行基质柱清洗时，人工运行脚踏式气泵，通过穿孔曝气管向水中供气。小气泡在上升过程中，与中空基质柱表面不断地产生摩擦与碰撞，清洗到附着的杂质。

申请人要说明的是，以上是用于说明本实用新型的具体实施方式，并不是用于限定本实用新型的保护范围，凡任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所做出的简单变化，等同替换或者修饰等，均属于于本实用新型的保护范围。

本实用新型设有可以补充碳源的液体碳源储罐，不定期地添加碳源，能够保证碳源的持续性供给。装置使用过程中无需外接能源，运行维护简单。不定期地通过曝气方式清洗中空基质柱列，可以有效地延长装置的使用周期。

本实用新型与现有技术相比，具有以下突出的有益效果：

补充碳源溶液的浓度可以根据需要进行灵活地调节，进而改变中空基质柱内外两侧的碳源浓度梯度，起到控制释碳速率的作用。当液体碳源储罐内的碳源接近枯竭时，不定期地进行添加，实现可持续提供补充碳源的目的。

基质柱的组成材料有硅藻土、沸石粉、粉煤灰和矿渣硅酸盐水泥，通过调节各组分的比例，可以改变基质柱的物质传递特性。硅藻土和沸石粉都具有良好的吸附性能，在水中不但能够在表面附着成熟稳定的微生物膜，而且可以吸附硝态氮等物质，从而实现硝态氮的强化削减。

净化装置无需外接能源，结构简单，使用过程中维护工作量低。清洗单元运行效果好，有效地延长了装置的使用周期，经试验和实地应用，使用周期延长两倍以上，提高工作效率40%以上，节约维护资金50%以上，可持续释放碳源，硝态氮削减达到95%以上，节能环保，经济和社会效益显著。

Claims (7)

1.一种河道原位硝态氮削减装置，包括筒体（1）、基质柱（9）、管网（8）、曝气立管（13）和气泵（14），其特征是：筒体（1）上口部有密封盖（2），密封盖（2）上有通气口管（3），保证筒体（1）内外气压的平衡，筒体（1）下部一侧装有放空管（4），放空管（4）上装有第一阀门（5），来控制放空管（4）的启闭，筒体（1）下部的另一侧出水口上装有出水管（6），出水管（6）上装有第二阀门（7），通过第二阀门（7）来控制启闭；第二阀门（7）经管道与管网（8）相连通，管网（8）向下垂直的空心管腔（10）伸入中空基质柱（9）内，中空基质柱（9）的下方置有穿孔（11）的曝气管（12），曝气管（12）与置于管网（8）旁的曝气立管（13）相连通，曝气立管（13）上端与脚踏式气泵（14）相连通，构成曝气管（12）的气源结构。

2.根据权利要求1所述的河道原位硝态氮削减装置，其特征是：所述的筒体（1）是由PVC隔光材料制成的空心圆柱体。

3.根据权利要求1所述的河道原位硝态氮削减装置，其特征是：所述的基质柱（9）是由以下重量比的：硅藻土15%、沸石粉30%、粉煤灰5%、矿渣硅酸盐水泥30%和膨润土20%混合在一起制成的空心圆柱形。

4.根据权利要求1所述的河道原位硝态氮削减装置，其特征是：所述的曝气管（12）是由PVC材料制成的穿孔（11）向下的空心圆形，并折制成矩形，矩形的中部与曝气立管（13）相连通。

5.根据权利要求1所述的河道原位硝态氮削减装置，其特征是：所述管网（8）包括多根互相平行的径向横管（8-1）和一根纬向横管（8-2），一根纬向横管（8-2）与多根互相平行的径向横管（8-1）的中部相连通，一根纬向横管（8-2）跟第二阀门（7）相连通，多根互相平行的径向横管（8-1）两端分别与垂直向下互相平行对应的空心管腔（10）相连通，每个空心管腔（10）均装在相对应的中空基质柱（9）内，多根互相平行的中空基质柱（9）构成中空基质柱列。

6.根据权利要求1所述的河道原位硝态氮削减装置，其特征是：所述的筒体（1）、密封盖（2）、通气口管（3）、下部的放空管（4）、第一阀门（5）构成碳源补充单元。

7.根据权利要求1所述的河道原位硝态氮削减装置，其特征是：所述的基质柱列构成释碳反硝化单元，所述的曝气管（12）、穿孔（11）、曝气立管（13）、脚踏式气泵（14）构成清洗单元。