一種重力整流式離子交換法污水處理末端除氮設備及方法，其設備包括池體，由從下至上通水的進水區、反應區和出水區構成，并通過下濾網隔板和上濾網隔板分區；進水區具有進水口，用于接入污水；反應區中設有水流整流裝置及離子交換樹脂層，前者設于下濾網隔板上方，用于將進水整流成層流態水流，后者由若干離子交換樹脂顆粒構成，用于進行離子交換除氮；污水經除氮處理之后在出水區的頂部出水。本發明為污水處理的高效低耗末端除氮方案，可顯著降低出水中總氮含量；采用重力式離子交換法，使高效的離子交換法可適用于不同規模除氮需求；采用水流整流裝置提高離子交換樹脂層的利用率，避免運行或再生過程中因離子交換樹脂亂層而影響離子交換反應的效果。

技術領域

本發明涉及城鎮污水處理領域，具體涉及一種重力整流式離子交換法污水處理末端除氮設備及方法。

背景技術

城鎮生活污水處理工程，在國家經濟飛速發展、人民生活水平不斷提高的現狀下，國家領導反復強調優化生態環境，強化污染防治多項指示，國家和地方也建立了水污染防治嚴格的督察機制，并已常態化。

城鎮生活污水處理后排放水水質指標按現行國家標準（GB18918-2012），基本控制項目最高允許排放濃度（日平均）為：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。

現有處理工藝中以生化處理為主，其方法有：氧化溝法、SBR法、CASS法、活性污泥法等，因工藝過程有局限性或有操作頻繁等問題，要全面達標有一定難度，其中TP、TN指標有超標風險，即便加用物化法除磷后，也僅能在一定程度上降低TP超標的風險。

近20~30年來，國內引進了國外的A-A-O法同步脫氮除磷工藝，在部分工程實施后與上述處理工藝相比有所改善，但T P達標還要靠物化法除磷，而TN指標中主要成份是NO₃^-，若厭氧生化反硝化效果不理想時，靠一般物化法是除不掉的，所以還是有TN升高的因素存在，尤其在有少量工業污水突然進入引起沖擊負荷時，或是在冬季突發爆冷影響生化處理池內微生物的正常功能時。另外，隨著國家對生態環境越來越重視，排放標準再提標的可能性也存在。

離子交換法在水處理領域應用廣泛，如鍋爐用水軟化處理、工業用水除鹽處理、純水制備、工業廢水除重金屬等方面處理效果很好。但是，固定床順流運行逆流再生離子交換法若在城鎮污水處理末端用于脫氮有以下問題：

1．壓力容器限用于微小型污水處理，在大中型污水處理過程中難以應用；

2．固定床逆流再生法存在交換樹脂層引發亂層的因素：

2-1．再生劑（NaCl）溶液比重與Cl^-型強堿性陰離子交換樹脂相當，再生劑用泵壓送入設備上升水流對交換樹脂有向上的推力作用；

2-2．再生液上升水流雷諾數Re大大超過臨界雷諾數Rek2000~2300，處于紊流狀態；

3．再生過程包括：小反洗—放水—頂壓—再生—反洗—正洗共六步，操作較麻煩；

4．設備內存放離子交換樹脂的空間有效利用率僅70%左右。

因此，如何解決上述現有技術存在的不足，便成為本發明所要研究解決的課題。

發明內容

本發明的目的是提供一種重力整流式離子交換法污水處理末端除氮設備及方法。

為達到上述目的，本發明于設備層面采用的技術方案是：

一種重力整流式離子交換法污水處理末端除氮設備，包括至少一個污水處理單元，所述污水處理單元包括一池體，該池體由從下至上互通水流的進水區、反應區和出水區構成；其中，